Fundamentos de telecomunicaciones

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Fundamentos de telecomunicaciones

  1. 1. FUNDAMENTOS DE TELECOMUNICACIONES UNIDAD 1.- SISTEMAS DE COMUNICACIÓN 1.1IMPACTO DE LAS TELECOMUNICACIONES La telecomunicación («comunicación a distancia», del griego tele, "distancia" y del latín communicare) es una técnica consistente en transmitir un mensaje desde un punto a otro, normalmente con , señales, datos, imágenes, voz, sonidos o información de cualquier naturaleza que se efectúa a través de cables, medios ópticos, físicos u otros sistemas electromagnéticos».1 Es evidente que las Telecomunicaciones afectan todas las áreas del ser humano. Entre ellas podemos citar: •Sector Económico •Sector Cultural •Sector Educativo •Sector Social Unos de los grandes propulsores de las Telecomunicaciones, ha sido el Internet. Y más recientemente el teléfono celular. Esto ha traído consigo, una guerra publicitaria y comercial entre proveedores tanto de telefonía, como de Internet en el país, como resultado de la apertura del Monopolio del ICE. Internet ha revolucionado los medios de comunicación, implantando nuevos medios informativos. La utilización de recursos multimedia, ha obligado a generar un nuevo paradigma sobre estos medios. Ejemplo de esto son, la radio por Internet, periódicos en línea, televisión digital, revistas y boletines digitales. Una empresa sin una buena utilización de las tecnologías de información y comunicaciones, o telecomunicaciones, aun cuando pueda tener una excelente línea de estrategia propia, representada en un buen producto o una buena presencia en el mercado, camina de modo equívoco y su horizonte es oscuro, a pesar del prometedor presente de que pueda disponer. Las tecnologías TIC, en las que las telecomunicaciones juegan el papel conductor son, en todo caso, herramientas y, como tales, medios y aplicaciones para uso del usuario. Es evidente que los campos de actividad, para las telecomunicaciones, son innumerables e incluso podríamos decir, sin ningún riesgo a equivocarnos, que no existe campo en donde las tecnologías que nos ocupan no sean determinantes en la actividad. Esto representa, sin duda, mayor implantación de tecnologías.
  2. 2. Las telecomunicaciones significan, para la empresa, comunicación, actualización y, en definitiva, progreso. No se trata de implementar la mejor tecnología, sino la más adecuada para los intereses de la empresa y la precisa, para solucionar las necesidades existentes. Impacto de las telecomunicaciones en diversas áreas: Educación. Algunos expertos le llaman simplemente las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) y otros le han antepuesto el término de nuevas (NTIC). Su utilización ha provocado modificaciones en nuestras categorías de tiempo y de espacio y ha obligado a redefinir incluso el concepto de realidad, a partir de la posibilidad de construir realidades. “Cuando hablamos de NTIC no nos estamos refiriendo a un solo tipo de tecnología. En estos momentos disponemos de, al menos, tres tipos diferentes, cada vez más articulados entre sí, pero que utilizan procesos y establecen relaciones muy distintas entre los contenidos y los usuarios: la televisión, el ordenador y el teléfono.” En realidad, podemos hablar de una silenciosa revolución de la información que se encuentra técnicamente apoyada en multimedia (integración de texto, sonido e imágenes en la computadora), en una realidad virtual (simulación de la realidad mediante computadoras) y en autopistas de la información (sistema de comunicaciones interactivas constituido por grandes redes de equipo de computo que se conectan entre sí a la velocidad de la luz, gracias a medios como la fibra óptica, el cable, los satélites y la telefonía móvil. La denominación de nuevas tecnologías comprende todos aquellos medios al servicio de la mejora de la comunicación y el tratamiento de la información, que van surgiendo de la unión de avances, propiciados por el desarrollo de la tecnología, que están modificando los procesos técnicos básicos de la comunicación. Se puede resumir que son tres las innovaciones las que han hecho posible la "revolución de la comunicación y la información: microelectrónica, informática y telecomunicaciones. En síntesis, se puede formular: tecnología educativa + informática educativa = NTIC. La riqueza radica en la adición de multimedia." La Educación computarizada se ha concebido como el uso de las herramientas informáticas para la explicación y comprobación de un tema o procedimiento. El software educativo persigue esta finalidad aunque también una variante de ello es a través de Internet, donde el alumno puede interactuar y manipular el conocimiento sin que esto afecte a terceros o que las consecuencias no sean las más apropiadas.
  3. 3. Educación en línea es concebida de la siguiente forma en la Enciclopedia Británica en línea: "formerly calledVideotex, any electronic interactive system that delivers information to users via telephonelines to personal computers or via cables to terminals." Es decir, que puede ser un medio alterno en el que puede apoyarse la educación abierta y a distancia para cumplir sus propósitos. Medicina. Una forma común de clasificar a las tecnologías médicas es la siguiente:  Tecnologías de diagnóstico: permiten identificar y determinar los procesos patológicos por los que pasa un paciente. Ej: TAC;  Tecnologías preventivas: protegen al individuo contra la enfermedad. Ej: mamografía;  Tecnologías de terapia o rehabilitación: liberan al paciente de su enfermedad o corrigen sus efectos sobre las funciones del paciente. Ej. Láser de dióxido de carbono (en cáncer de piel, odontología, y cortes quirúrgicos);  Tecnologías de administración y organización: permiten conducir el otorgamiento correcto y oportuno de los servicios de salud. Ejemplo: microprocesadores genéticos. La medicina, y en general la sanidad, han sido tradicionalmente pioneras en la incorporación de los avances tecnológicos a sus procesos asociados de investigación y las actividades cotidianas asociadas. En las últimas décadas se ha beneficiado de los avances en el campo de la informática, y lo hará en las próximas con los avances en las telecomunicaciones. FTP (File Transfer Protocol) Es una herramienta de Internet que permite el intercambio de archivos, con la que podemos importarlos desde cualquier ordenador de la red, con independencia del tipo de ordenador y de archivo. Hay numerosas bases de datos médicas con imágenes, bibliografía o información útil de varios tipos, que están disponibles para la comunidad internacional, no solo para la científica. Listas de distribución Los usuarios de Internet pueden suscribirse a las listas de distribución, que permiten mantener discusiones sobre temas concretos mediante el uso del correo electrónico. Videoconferencia La telefonía y la videoconferencia a través de Internet están íntimamente relacionadas con el desarrollo de la telemedicina, permitiendo la consulta médica a distancia, el control remoto de los tratamientos, las sesiones entre varios centros, y la telecirugía, entre otros. La característica más importante desde el punto de vista de su difusión e implantación es su coste, equivalente al de una llamada local (una videoconferencia con Japón tiene el mismo precio que una llamada a la casa de nuestro vecino).
  4. 4. Implantes eléctricos En el proyecto SUAW (Stand Up And Walk, Lenvántate y Anda), gracias al implante de un estimulador nervioso asistido por un ordenador es posible ayudar a que una persona paralítica recobre cierta capacidad de movimiento y, de esta manera, mejorar su calidad de vida. La estimulación eléctrica del implante genera la contracción muscular artificial. Hogar Las telecomunicaciones en el hogar, han estado ya desde algún tiempo, con sus primeras innovaciones que van desde:  La radio  La televisión  El Teléfono Pero en estos momentos las telecomunicaciones en el hogar son hechas para satisfacer necesidades del usuario para así hacer de su vida más confortable y sencilla. En estos tiempos se encuentran otros tipos de telecomunicaciones en el hogar, desde redes wireless (Internet), pues en estos tipos ya no es una gran cosa tener una computadora en el hogar. También en estos tipos se cuenta con celulares en cualquier parte, estos son un tipo de telecomunicación y también pueden interactuar con las redes wireless. Son los sistemas o infraestructuras de comunicaciones que posee el hogar. Tanto si hablamos de las redes interiores (Wireless, LAN, Corrientes portadoras...) o de redes de acceso (RTBC, RDSI, ADSL...) o redes públicas (RTV, Radio...) el concepto está ligado a la conectividad de los hogares a la autopista de la información. Comercio Electrónico:  “Es la aplicación de la avanzada tecnología de información para incrementar la eficacia de las relaciones empresariales entre socios comerciales”. (Automotive Action Group in NorthAmerica)  “La disponibilidad de una visión empresarial apoyada por la avanzada tecnología de información para mejorar la eficiencia y la eficacia dentro del proceso comercial.” (ECInnovation Centre) TIPOS A continuación se identifican diversos tipos de intermediarios basados en Internet: 1. Directorios. Ayudan a los clientes a encontrar productos clasificando instalaciones Web y proporcionando menús estructurados para facilitar la navegación. En la actualidad son gratuitos, pero en el futuro podrían ser de pago. Existen tres tipos de directorios:
  5. 5.  Generales: Como por ejemplo, Yahoo que proporciona un catálogo general de una gran variedad de diferentes sitios Web. Habitualmente existe un esquema para organizar y elegir los sitios que serán incluidos. Estas instalaciones suelen soportar “browsing” así como búsqueda del catálogo mediante palabras clave.  Comerciales: Como El Índice que se centra en proporcionar catálogos de sitios comerciales. No proporcionan infraestructura o servicios de desarrollo para los fabricantes, sino que tan sólo actúan como un directorio de instalaciones existentes. También pueden suministrar información sobre un área comercial específica, con frecuencia a empresas que no tienen Web. Estos intermediarios son equivalentes a los editores de guías en papel.  Especializados: Están orientados a temas, y son incluso tan sencillos como una página creada por una persona interesada en un tema. Estas páginas pueden suministrar al cliente información sobre un bien o fabricante en particular. Empresas virtuales La aparición y evolución de un nuevo tipo de empresa que está ligada a la expansión en Internet, es decir “Las empresas virtuales”. Existe todo un entramado de colaboradores que hicieron posible el nacimiento de la informática como un medio de comunicación, entre los cuales el más conocido es Bill Gates. Empresas pioneras en esta materia; las empresas que continúan en activo y las que han fracasado en su intento. TIPOS: Empresas encargadas de la distribución que están al servicio de las empresas virtuales, haciendo llegar el producto al consumidor. Empresas virtuales dedicadas a la venta de productos concretos que demandaban empresas específicas. Distinguimos: Empresas pioneras: la más conocida, por lo menos nacionalmente, es Amazon, que es una librería en la que con solo entrar en su página, se pueden visualizar todas las gamas de libros, y elegir el producto que más se adecue a las necesidades del usuario. Empresas en activo: Actualmente existe una gran cantidad de empresas del e-commerce, que se dedican sobre todo a las finanzas, al ocio, informática, subastas, libros y música.
  6. 6. Empresas fracasadas: En general, las principales causas de crisis y posterior fracaso son dificultades en la obtención de financiación, la mala gestión, ingresos inferiores a gastos, la fuerte competencia por parte de las empresas tradicionales, etc. En cuanto a las empresas virtuales disponen de unas infraestructuras basadas en material informático para ponerse en contacto con sus clientes y poder ofrecerles sus productos, que pueden ser materiales ( libros, cd) o servicios ( viajes, contactos). Otro recurso material serían los inframediarios que proporcionan una estructura básica para poder llevar a cabo transacciones, en general permiten acceso y accionabilidad; también encontraríamos los infomediarios, que facilitan la navegación y la confianza. El recurso más importante es que las empresas virtuales tienen atractivas estrategias virtuales que les aportan un importante valor añadido en relación con las estrategias tradicionales de sus competidores. 1.2COMPONENTES: EMISOR, RECEPTOR, MEDIOS, CÓDIGOS Y PROTOCOLOS. Los componentes que integran un sistema de telecomunicaciones son aquellos que toman un papel importante dentro del proceso de la transferencia de información, estos son: - Emisor. - Receptor. - Medios de comunicación. - Protocolos. A continuación describiremos cada uno de estos componentes. EMISOR El emisor es uno de los conceptos de la comunicación, de la teoría de la comunicación y del proceso de información. En sí técnicamente, el emisor es aquel objeto que codifica el mensaje y lo transmite por medio de un canal o medio hasta un receptor, perceptor y/u observador. En sentido más estricto, el emisor es aquella fuente que genera mensajes de interés o que reproduce una base de datos de la manera más fiel posible sea en el espacio o en tiempo. La fuente puede ser el mismo actor de los eventos o sus testigos. Una agencia que se encarga de reunir noticias puede ser llamada fuente, así como cualquier base de datos que sea considerada fiable y creíble. Un emisor puede ser tanto un aparato - una antena por ejemplo - o un emisor humano - un locutor por ejemplo. La palabra "emisora" deriva de emisor, es decir, que emite por medio de las ondas hertzianas. En correo emisor también hace referencia a la persona u organización que expide una carta y cuya dirección viene indicada en el sobre de la carta. En economía, un emisor puede ser, por ejemplo, el banco sistema de elementos. En educación un emisor es toda aquella persona o cosa que transmita los conocimientos al educando, por ejemplo el maestro. RECEPTOR El receptor, en un sistema de telecomunicación, es el agente (persona o equipo) que recibe el mensaje (señal o código) emitido por un emisor, transmisor o enunciante. Es el destinatario a quien va dirigida la comunicación. El proceso que lleva a cabo el receptor es lo contrario al del emisor,
  7. 7. este descifra e interpreta los signos elegidos por el emisor, es decir: realiza la decodificación del mensaje para entender la información que se transfiere. MEDIOS DE COMUNICACIOÓN Con el término medio de comunicación (del latín medĭum, pl. medĭa), se hace referencia al instrumento o forma de contenido por el cual se realiza el proceso de la comunicación y telecomunicación. Usualmente se utiliza el término para hacer referencia a los medios de comunicación masivos (MCM, medios de comunicación de masas o masas media); sin embargo, otros medios de comunicación, no son masivos sino interpersonales. Cuando hablamos de medios de comunicación podemos describir a muchos: la imprenta, radio, telégrafo, televisión, internet, teléfonos, etc. Los medios de comunicación son instrumentos en constante evolución, van desarrollándose de la mano con los avances de la tecnología. Muy probablemente la primera forma de comunicarse entre humanos fue la de los signos y señales empleados en la prehistoria, cuyo reflejo en la cultura material son las distintas manifestaciones del arte prehistórico. La aparición de la escritura se toma como un gran inicio de la historia de la comunicación. A partir de ese momento, los cambios económicos y sociales fueron impulsando el nacimiento y desarrollo de distintos medios de comunicación, desde los vinculados a la escritura y su mecanización (imprenta -siglo XV-) hasta los medios audiovisuales ligados a la era de la electricidad (primera mitad del siglo XX) y a la revolución de la informática y las telecomunicaciones (revolución científico-técnica o tercera revolución industrial -desde la segunda mitad del siglo XX-), cada uno de ellos esenciales para las distintas fases del denominado proceso de globalización. Debemos tener en consideración que los papales de receptor y emisor cambian, ya que el que envío por primera vez el mensaje (emisor) puede ser a su vez el receptor, cuando este le devuelve el mensaje y entonces el receptor se vuelve emisor, y el medio sigue siendo el mismo. Las funciones de cada uno (receptor y emisor) cambian dependiendo quien escribe y quien lee, también pueden existir varios receptores, un claro ejemplo es cuando estamos en el Messenger, ahí la conversación se da entre varias personas, porque al momento de que tu eres emisor escribes en la sala y varios están leyéndote (son varios receptores). PROTOCOLOS En el campo de las telecomunicaciones, un protocolo de comunicaciones es el conjunto de reglas normalizadas para la representación, señalización, autenticación y detección de errores necesario para enviar información a través de un canal de comunicación, permiten el flujo de información dentro del proceso comunicativo. Un ejemplo de un protocolo de comunicaciones simple adaptado a la comunicación por voz es el caso de un locutor de radio hablando a sus radioyentes. Los protocolos de comunicación para la comunicación digital por redes de computadoras tienen características destinadas a asegurar un intercambio de datos fiable a través de un canal de comunicación imperfecto. Los protocolos de comunicación siguen ciertas reglas para que el sistema funcione apropiadamente. 1.3SEÑALES Y SU CLASIFICACIÓN: ANALÓGICAS, DIGITALES, ELÉCTRICAS Y ÓPTICAS. SEÑALES Y SU CLASIFICACION. ¿Qué es una señal? Una señal es un signo, un gesto, una acción u otra cosa que tiene como
  8. 8. finalidad informar o avisar algo, las señales sustituyen en gran parte a la palabra escrita o al lenguaje, ya que estas son un poco mas fácil de entender. Un ejemplo de señales, seria las que son colocadas en lugares visibles las cuales tienen la finalidad de informar al publico de algo (ya sea de algún peligro, obligación o restricción). Como por ejemplo. En el caso de los gestos, son hechos por personas mediante las manos y los brazos, pero también existen indicaciones que son proyectadas en banderas tal es el caso de las señales que utilizan los marino. Así mismo una señal puede ser también una variación de una señal eléctrica u otra magnitud física que se utiliza para transmitir información. Un ejemplo de ello seria la que se utiliza en la telefonía, ya que existen distintos tipos de señales que consisten en tonos ya sean continuos o intermitentes. Existen varios tipos de señales pero en esta unidad solo tomaremos en cuenta las más importantes que son las siguientes: ü Señales Analógicas. ü Señales Digitales. ü Señales Eléctricas ü Señales ópticas. Señal analógica: Una señal analógica es un tipo de señal generada por algún tipo de fenómeno electromagnético y que es representable por una función matemática continúa en la que es variable su amplitud y periodo (representando un dato de información) en función del tiempo. Algunas magnitudes físicas comúnmente portadoras de una señal de este tipo son eléctricas como la intensidad, la tensión y la potencia, pero también pueden ser hidráulicas como la presión, térmicas como la temperatura, mecánicas, etc. Señal digital: La señal digital es un tipo de señal generada por algún tipo de fenómeno electromagnético en que cada signo que codifica el contenido de la misma puede
  9. 9. ser analizado en término de algunas magnitudes que representan valores discretos, en lugar de valores dentro de un cierto rango. Por ejemplo, el interruptor de la luz sólo puede tomar dos valores o estados: abierto o cerrado, o la misma lámpara: encendida o apagada. Los sistemas digitales, como por ejemplo el ordenador, usan lógica de dos estados representados por dos niveles de tensión eléctrica, uno alto, H y otro bajo, L (de High y Low, respectivamente, en inglés). Referido a un aparato o instrumento de medida, se dice que el aparato es digital cuando el resultado de la medida se representa en un visualizador mediante números (dígitos) en lugar de hacerlo mediante la posición de una aguja, o cualquier otro indicador, en una escala. Señal eléctrica: Una señal eléctrica es un tipo de señal generada por algún fenómeno electromagnético. Estas señales pueden ser analógicas, si varían de forma continua en el tiempo, o digitales si varían de forma discreta (con valores dados como 0 y 1). Entenderemos por señal eléctrica a una magnitud eléctrica cuyo valoro intensidad depende del tiempo. Así, v(t) es una tensión cuya amplitud depende del tiempo e i(t) es una corriente cuya intensidad depende del tiempo. Señal óptica: La comunicación óptica es cualquier forma de comunicación que utiliza la luz como medio de transmisión. Un sistema óptico de comunicación consiste de un transmisor que codifica el mensaje dentro de una señal óptica, un canal, que transporta la señal a su destino, y un receptor, que reproduce el mensaje desde la señal óptica recibida. Hay muchas formas de comunicaciones ópticas no tecnológicas, incluyendo el lenguaje corporal y el lenguaje de señas. Técnicas como el telégrafo óptico, las banderas de señales, señales de humo y hogueras fueron las primeras formas de comunicación óptica tecnológicas. La fibra óptica es el medio moderno más común para la comunicación óptica digital. Los sistemas de comunicación óptica de espacio libre también son utilizados en una gran variedad de aplicaciones.
  10. 10. 1.4ANÁLISIS MATEMÁTICO DE SEÑALES: ANÁLISIS DE FOURIER 1.5 El análisis de Fourier debe su nombre a Jean Baptist Joseph Fourier (1768-1830), un matemático y físico francés. Si bien muchas personas contribuyeron a su desarrollo, Fourier es reconocido por sus descubrimientos matemáticos y su visión en el uso práctico de las técnicas. Su interés se centraba en la propagación de calor, presentando en 1807 un trabajo en el Instituto Francés sobre el uso de funciones senoidales para representar distribuciones de temperatura. El análisis de Fourier es elemental para entender el comportamiento de las señales de sistemas. Este es el resultado de que los senosoidales son eigenfunciones de sistemas lineales variantes en el tiempo (LTI). Si pasamos cualquier senosoidal a través de un sistema LTI, obtenemos la versión escalada de cualquier sistema senosoidal como salida. Entonces, ya que el análisis de Fourier nos permite redefinir las señales en términos de senosoidales, todo lo que tenemos que hacer es determinar el efecto que cualquier sistema tiene en todos los senosoidales posibles (su función de transferencia) así tendremos un entendimiento completo del sistema. Así mismo, ya que podemos definir el paso de los senosoidales en el sistema como la multiplicación de ese senosoidal por la función de transferencia en la misma frecuencia, puedes convertir el paso de la señal a través de cualquier sistema de ser una convolución (en tiempo) a una multiplicación (en frecuencia) estas ideas son lo que dan el poder al análisis de Fourier.
  11. 11. Las cuatro transformadas de Fourier que forman parte de este análisis son: Series Fourier, Transformada de Fourier continua en el tiempo, Transformada de Fourier en Tiempo Discreto, y La Transformada de Fourier Discreta. Teorema de Fourier - Serie trigonométrica Gracias al teorema de Fourier es posible demostrar que toda función periódica continua, con un número finito de máximos y mínimos en cualquier período, puede desarrollarse en una única serie trigonométrica uniformemente convergente a dicha función, llamada serie de Fourier.
  12. 12. 2.1 GUIADOS: PAR TRENZADO, COAXIAL Y FIBRA ÓPTICA. MEDIOS DE TRANSMISION GUIADOS Se conoce como medios guiados a aquellos que utilizan unos componentes físicos y sólidos para la transmisión de datos. Los medios de transmisión guiados están constituidos por un cable que se encarga de la conducción (o guiado) de las señales desde un extremo al otro. Las principales características de los medios guiados son el tipo de conductor utilizado, la velocidad máxima de transmisión, las distancias máximas que puede ofrecer entre repetidores2, la inmunidad frente a interferencias electromagnéticas, la facilidad de instalación y la capacidad de soportar diferentes tecnologías de nivel de enlace. Existe una gran cantidad de tipos de cables (Fig.3). Algunos fabricantes de cables publican unos catálogos con más de 2.000 tipos diferentes que se pueden agrupar en tres grupos principales que conectan la mayoría de las redes: PAR TRENZADO Consiste en hilos de cobre aislados por una cubierta plástica y torzonada entre sífig.4. Debido a que puede haber acoples entre pares, estos se trenza con pasos diferentes. La utilización del trenzado tiende a disminuir la interferencia electromagnética. En la actualidad existen básicamente tres tipos de cables factibles de ser utilizados para el cableado en el interior de edificios o entre edificios: · Par Trenzado (2 pares) · Par Trenzado (4 pares) · Par Trenzado (8 pares) De los cuales el cable Par Trenzado (2 y 4 pares) y la Fibra Óptica son reconocidos por la norma ANSI/TIA/EIA-568-A y el Coaxial se acepta pero no se recomienda en instalaciones nuevas.
  13. 13. El cable par trenzado es de los más antiguos en el mercado y en algunos tipos de aplicaciones es el más común, consiste en dos alambres de cobre o aluminio aislados que van enrollado sobre sí mismo. Los diámetros del conductor en este tipo de cables pueden ser de 0’6 mm o de 1’2 mm. El ancho de banda depende del grosor y de la distancia, y la velocidad de orden es de 10-100 Mbps Los alambres se trenzan con el propósito de reducir la interferencia eléctrica de pares similares cercanos y conseguir una protección contra interferencias eléctricas y de radio. Si esto no es suficiente para eliminar el ruido de la red, se puede utilizar cable de par trenzado blindado que lleva un revestimiento especial que encierra dos pares de cables. Es el tipo de cable más común y se originó como solución para conectar teléfonos, terminales y ordenadores sobre el mismo cableado, ya que está habilitado para comunicación de datos permitiendo frecuencias más altas transmisión. Con anterioridad, en Europa, los sistemas de telefonía empleaban cables de pares no trenzados. Cada cable de este tipo está compuesto por una serie de pares de cables trenzados. Los pares se trenzan para reducir la interferencia entre pares adyacentes. Normalmente una serie de pares se agrupan en una única funda de color codificado para reducir el número de cables físicos que se introducen en un conducto. El número de pares por cable son 4, 25, 50, 100, 200 y 300. Cuando el número de pares es superior a 4 se habla de cables multipar. CABLE COAXIAL Este tipo de cable consiste en cilindro hueco de cobre u otro conductor cilíndrico, que rodea a un conductor de alambre simple, el espacio entre el cilindro hueco de cobre (malla) y el conductor interno se rellena con un aislante que separa el conductor externo del conductor interno, estos aislantes están separados a pocos centímetros, así lo muestra la fig.9. Estos cables pueden agruparse para formar un cable grande que contenga 20 cables coaxiales para transmitir simultáneamente hasta 16740 llamadas telefónicas. Los cables coaxiales tienen poca distorsión, líneas cruzadas o perdidas de señal por lo que constituyen un buen medio de transmisión con respecto al cable de par
  14. 14. trenzado. Este cable, aunque es más caro que el par trenzado, se puede utilizar a más larga distancia, con velocidades de transmisión superiores, menos interferencias y permite conectar más estaciones. Se suele utilizar para televisión, telefonía a larga distancia, redes de área local, conexión deperiféricos a corta distancia, etc...Se utiliza para transmitir señales analógicas o digitales. Sus inconvenientes principales son: atenuación, ruido térmico, ruido de intermodulación. FIBRA OPTICA La F.O. como elemento resistente dispuesto en el interior de un cable formado por agregación de varias de ellas, no tiene características adecuadas de tracción que permitan su utilización directa. Por otra parte, en la mayoría de los casos las instalaciones se encuentran a la intemperie o en ambientes agresivos que pueden afectar al núcleo. La investigación sobre componentes opto electrónicos y fibras ópticas han traído consigo un sensible aumento de la calidad de funcionamiento de los sistemas. Es necesario disponer de cubiertas y protecciones de calidad capaces de proteger a la fibra. Para alcanzar tal objetivo hay que tener en cuenta su sensibilidad a la curvatura y micro curvatura, la resistencia mecánica y las características de envejecimiento. Los micros curvaturas y tensiones se determinan por medio de los ensayos de: Tensión: cuando se estira o contrae el cable se pueden causar fuerzas que rebasen el porcentaje de elasticidad de la fibra óptica y se rompa o formen micro curvaturas. Compresión: es el esfuerzo transversal. Impacto: se debe principalmente a las protecciones del cable óptico. Enrollamiento: existe siempre un límite para el ángulo de curvatura pero, la existencia del forro impide que se sobrepase. Torsión: es el esfuerzo lateral y de tracción. Limitaciones Térmicas: estas limitaciones difieren en alto grado según se trate de fibras realizadas a partir del vidrio o a partir de materiales sintéticos. Otro objetivo es minimizar las pérdidas adicionales por cableado y las variaciones de la atenuación con la temperatura. Tales diferencias se deben a diseños
  15. 15. calculados a veces para mejorar otras propiedades, como la resistencia mecánica, la calidad de empalme, el coeficiente de relleno (número de fibras por mm2) o el costo de producción. 2.2 NO GUIADOS: RADIOFRECUENCIA, MICROONDAS, SATÉLITE E INFRARROJO MEDIOS DE TRANSMISION NO GUIADOS Los medios de transmisión no guiados son aquellos que su característica principal es no usar cables, es decir usan un medio no físico, y esta se transmite por medio de ondas electromagnéticas. La configuración para las transmisiones no guiadas puede ser direccional5 y omnidireccional6. En la direccional, la antena transmisora emite la energía electromagnética concentrándola en un haz, por lo que las antenas emisora y receptora deben estar alineadas. En la omnidireccional, la radiación se hace de manera dispersa, emitiendo en todas direcciones, pudiendo la señal ser recibida por varias antenas. Generalmente, cuanto mayor es la frecuencia de la señal transmitida es más factible confinar la energía en un haz direccional. Características. · Los medios más importantes son el aire y el vacío. · Son medios muy buenos para cubrir grandes distancias · Se dan hacia cualquier dirección · La transmisión y recepción se realizan por medio de antenas. Algunas de las características principales que distinguen a los medios guiados son las siguientes Ventajas de los medios no guiados. · Su señal tiene más alcance. · utilizan menos espacio. · son más cómodos de usar ya que no se necesita de grandes cables para poder emitir o recibir una señal. Desventajas de los medios no guiados: · la instalación de estos medios puede ser complicada o costosa (en cuestión económica).
  16. 16. · Algunas veces es más recomendable usar un medio guiado(cuando lo necesitamos para cubrir zonas pequeñas) Si aun no sabes que medio de transmisión usar o peor a un no sabes cuando usar un medio de transmisión no guiado, no te preocupes enseguida te daremos algunos tipos o consejos de cuando debes de usar un medio de transmisión no guiado. ¿Cuándo usar un medio de transmisión no guiado? · Los medios de transmisión no guiados o sin cable por lo general son utilizados cuando se necesitan abarcar grandes distancias a cualquier dirección. · Cuando la información que deseas transferir es demasiada. Existen varios medios de transmisión no guiados, entre los cuales los mas importantes y usados son los siguientes. · Radiofrecuencia. · Microondas. · Infrarrojo. 2.2.1 RADIOFRECUENCIA. El término radiofrecuencia, también denominado espectro de radiofrecuencia o RF, se aplica a la porción menos energética del espectro electromagnético7, situada entre unos 3 kHz y unos 300 GHz. Las ondas electromagnéticas de esta región del espectro, se pueden transmitir aplicando la corriente alterna originada en un generador a una antena. Características: · Facilidad con la cual puede ionizar8 el aire para crear una trayectoria conductora a través del aire · Una fuerza electromagnética que conduce la corriente del RF a la superficie de conductores, conocida como efecto de piel. · La capacidad de aparecer atravesar las trayectorias que contienen el material aislador, como dieléctrico aislador de un condensador NOTA: el grado de efecto de estas características depende de la frecuencia de las señales. Ventajas · Es una alternativa barata en aquellos lugares donde el cable no puede instalarse fácilmente. · Es una opción para las comunicaciones portátiles. · Por lo general no necesita ninguna licencia. · Atraviesan paredes · Son omnidireccionales. · Son capaces de transmitirse a grandes distancias. Desventajas. · No es practico cuando se necesitan velocidades de comunicación elevadas. · Esta sometido a interferencias producidas por radio aficionado, comunicaciones
  17. 17. militares y telefonía móvil. · Sufren interferencias por algún equipo eléctrico. ¿Cuándo usar un medio de transmisión no guiado? · Los medios de transmisión no guiados o sin cable por lo general son utilizados cuando se necesitan abarcar grandes distancias a cualquier dirección. 2.2.2 MICROONDAS. La radiocomunicación por microondas se refiere a la transmisión de datos o energía a través de radiofrecuencias con longitudes de onda del tipo microondas. Se describe como microondas a aquellas ondas electromagnéticas cuyas frecuencias van desde los 500 MHz hasta los 300 GHz o aún más. Por consiguiente, las señales de microondas, a causa de sus altas frecuencias, tienen longitudes de onda relativamente pequeñas, de ahí el nombre de “micro” ondas. En la figura 14 se muestra un ejemplo de donde se aplican las microondas de baja frecuencia. Existen dos tipos de microondas que son muy utilizados las cuales explicaremos detalladamente. · Microondas Terrestres. · Microondas Satelitales. Microondas Terrestres Suelen utilizarse antenas parabólicas. Para conexionas a larga distancia, se utilizan conexiones intermedias punto a punto entre antenas parabólicas. Se suelen utilizar en sustitución del cable coaxial o las fibras ópticas ya que se necesitan menos repetidores y amplificadores, aunque se necesitan antenas alineadas. Se usan para transmisión de televisión y voz. Ventajas · Es una alternativa barata en aquellos lugares donde el cable no puede instalar fácilmente como distancia grandes · tienen la característica principal de transmisión de televisión y voz. · se utilizan en sustitución del cable coaxial o las fibras ópticas ya que se necesitan menos repetidores y amplificadores. · Tienen frecuencias muy altas (1 y 300 GHz). Desventajas · No es práctico cuando se necesitan velocidades de comunicación elevadas. · Es caro de instalar y de mantener · Está sujeto a interferencias provocadas por el mal tiempo, electromagnéticas y las condiciones atmosféricas. · Rebotan en los metales · Algunas son unidireccionales. ¿Cuándo usar un medio de transmisión de Microondas Terrestres? · Por lo general en este medio de transmisión se utilizan antenas transmisoras o
  18. 18. receptoras y son utilizadas cuando la distancia que se encuentran 2 antenas es larga. · Cuando la información que se transmite es en grandes cantidades. Microondas Satelitales. (Suelen utilizarse satélites artificiales para transferir información) Las microondas satelitales lo que hacen básicamente, es retransmitir información, se usa como enlace entre dos o más transmisores / receptores terrestres, denominados estaciones base. El satélite funciona como un espejo sobre el cual la señal rebota, su principal función es la de amplificar la señal, corregirla y retransmitirla a una o más antenas ubicadas en la tierra. Pueden ser usadas para proporcionar una comunicación punto a punto entre dos antenas terrestres alejadas entre si, o para conectar una estación base transmisora con un conjunto de receptores terrestres. Ventajas · Comunicaciones sin cables, independientes de la localización · Cobertura de zonas grandes: país, continente, etc. · Disponibilidad de banda ancha · Independencia de la estructura de comunicaciones en Tierra · Instalación rápida de una red · Costo bajo por añadir un nuevo receptor · Características del servicio uniforme · Servicio total proporcionado por un único proveedor Desventajas · Las demoras de propagación. · La interferencia de radio y microondas. · El debilitamiento de las señales debido a fenómenos meteorológicos como lluvias intensas, nieve, y manchas solares. ¿Cuándo usar un medio de transmisión de Microondas Satelital? · Cuando se desea transferir información de manera Omnidireccional (a varias partes) 2.2.4 INFRARROJO. Las redes por infrarrojos nos permiten la comunicación entre dos modos, usando una serie de leds infrarrojos para ello. Se trata de emisores/receptores de las ondas infrarrojas entre ambos dispositivos, cada dispositivo necesita al otro para realizar la comunicación por ello es escasa su utilización a gran escala. Esa es su principal desventaja, a diferencia de otros medios de transmisión inalámbricos (Bluetooth, Wireless, etc.). Ventajas · Es una alternativa barata en aquellos lugares donde el cable no puede instalar fácilmente. · Son señales difíciles de interceptar. Desventajas
  19. 19. · No es práctico cuando se necesitan velocidades de comunicación elevadas. · Esta sujeto a interferencias de otras fuentes luminosas. · No es capaz de atravesar paredes. · Están limitados por el espacio y los obstáculos · La longitud de onda es muy pequeña (850-900 nm) ¿Cuándo usar un medio de transmisión infrarrojo? · Por lo general estas las podemos usar cuando la información que deseamos compartir no es muy pesada y está mas dirigida a pequeños lugares como oficinas. · Cuando la distancia es muy corta. · Cuando no contamos a la mano con algún otro medio de transmisión ya sea Físico (Cable Trenzado, Cable Coaxial, Fibra Óptica) o no Físico (Infrarrojo, Radiofrecuencia, Microondas). Enviar por correo electrónicoEscribe un blogCompartir con TwitterCompartir con Facebook 2.3 MÉTODOS PARA LA DETECCIÓN Y CORRECCIÓN DE ERRORES: VRC, LRC Y CRC 2.3 METODOS PARA LA DETECCION Y CORRECCION DE ERRORES En matemáticas, computación y teoría de la información, 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. La comunicación entre varias computadoras produce continuamente un movimiento de datos, generalmente por canales no diseñados para este propósito (línea telefónica), y que introducen un ruido externo que produce errores en la transmisión. Por lo tanto, debemos asegurarnos que si dicho movimiento causa errores, éstos puedan ser detectados. El método para detectar y corregir errores es incluir en los bloques de datos transmitidos bits adicionales denominados redundancia. Existen varios tipos de errores (fig.a), los cuales los mencionaremos a continuación. Error de bit. Únicamente un bit de una unidad de datos determinada cambia de 1 a 0 o viceversa.
  20. 20. Un error de bit altera el significado del dato. Son el tipo de error menos probable en una transmisión de datos serie, puesto que el intervalo de bit es muy breve (1/frecuencia) el ruido tiene que tener una duración muy breve. Sin embargo si puede ocurrir en una transmisión paralela, en que un cable puede sufrir una perturbación y alterar un bit de cada byte. Error de ráfaga. El error de ráfaga significa que dos o más bits de la unidad de datos han cambiado. Los errores de ráfaga no significan necesariamente que los errores se produzcan en bits consecutivos. La longitud de la ráfaga se mide desde el primero hasta el último bit correcto, algunos bits intermedios pueden estar bien. Los errores de ráfaga es más probable en transmisiones serie, donde la duración del ruido es normalmente mayor que la duración de un bit, por lo que afectara a un conjunto de bits. El número doble bits afectados depende de la tasa de datos y de la duración del ruido. Es el mecanismo más frecuente y barato, la VRC se denomina a menudo verificación de paridad, y se basa en añadir un bit de redundancia, denominado bit de paridad, al final de cada unidad de datos, de forma que el número total de unos en la unidad (incluyendo el bit de paridad) sea par, o impar en el caso de la verificación de paridad impar. Esta técnica permite reconocer un error de un único bit, y también de ráfaga siempre que el número total de bits cambiados sea impar. La función de paridad (par o impar) suma el dato y devuelve la cantidad de unos que tiene el dato, comparando la paridad real (par o impar) con la esperada (par o impar). • Criterios para la paridad
  21. 21. • Bit de paridad par: – Núm. total de “1”par: Bit de paridad = 0 – Núm. total de “1”impar: Bit de paridad = 1 • Bit de paridad impar: – Núm. total de “1”par: Bit de paridad = 1 – Núm. total de “1”impar: Bit de paridad = 0 EJEMPLOS: 2.3.2 VERIFICACION DE REDUNDANCIA LONGITUDINAL (LRC) En esta técnica, los bloques de bits se organizan en forma de tabla (filas y columnas), a continuación se calcula un bit de paridad para cada columna y se crea una nueva fila de bits, que serán los bits de paridad de todo el bloque, a continuación se añaden los bits de paridad al dato y se envían al receptor. Típicamente los datos se agrupa en unidades de múltiplos de 8 -1 byte- (8, 16,24,32 bits) la función coloca los octetos uno debajo de otro y calcula la paridad de los bits primeros, de los segundos, etc, generando otro octeto cuyo primer bit es el de paridad de todos los primeros bits, etc. Esta técnica incrementa la probabilidad de detectar errores de ráfaga, ya que una LRC de n bits (n bits de paridad) puede detectar una ráfaga de más de n bits, sin embargo un patrón de ráfaga que dañe algunos bits de una unidad de datos y otros bits de otra unidad exactamente en la misma posición, el comprobador de LRC no detectará un error. • Se quiere enviar la información “PAG” en ASCII (7 bits): Se añade: Bit para VRC criterio par (verde, primera fila) Bit para LRC criterio par (azul, última columna) Bit de paridad cruzada criterio par (rosa)
  22. 22. 4.5.1 Verificación de redundancia vertical (VRC) El mecanismo de detección de errores más frecuente y más barato es la verificación de redundancia vertical (VRC), denominada a menudo verificación de paridad. En esta técnica, se añade un bit de redundancia, denominado bit de paridad, al final de cada unidad de datos de forma que el número total de unos en la unidad (incluyendo el bit de paridad) sea par. Figura 4.46 Concepto de VRC con paridad par Suponga que se quiere transmitir la unidad de datos binarios 1100001 [ASCII a (97)]; vea; la figura 4.46. Si se suma el número de unos se obtiene 3, un número impar. Antes de transmitir se pasa la unidad de datos a través de un generador de paridad. El generador de paridad cuenta los unos y añade el bit de paridad (un 1 en este caso) al final. El número total de unos es ahora 4, un número par. A continuación el sistema transmite la unidad expandida completa a través del enlace de red. Cuando alcanza el destino, el receptor pasa los 8 bits a través de una función de verificación de paridad par. Si el receptor ve 11100001, cuenta cuatro unos, un número par, y la unidad pasa la comprobación. Pero ¿qué ocurre si la unidad de datos ha sufrido daños en el transito ¿Qué ocurre si en lugar de recibir 11100001 el receptor ve 11100101? En ese caso, cuando el comprobador de paridad cuenta los unos obtiene cinco, un número impar. El receptor sabe que en alguna parte se ha producido un error en los datos y por tanto rechaza la unidad completa. Observe que en, aras a la simplicidad, se está hablando únicamente de la verificación de paridad par, donde el número deunos debería ser un número par. Algunos sistemas podrían usar verificación de paridad impar, donde el número de unos debería ser impar. El principio es el mismo, pero el cálculo es distinto. Ejemplo 4.7 Imagine que el emisor quiere enviar la palabra «world». En ASCII los cinco caracteres se codifican como fl1110111 1101111 1110010 1101100 1100100 w o r l d Cada uno de los cuatro primeros caracteres tieneun número par de unos, por lo que su bit de paridad es 0. Sin embargo, el último carácter (‘d’) tiene tres unos (un número impar), por lo que su bit de paridad es 1 para que el número total de unos sea par. A continuación se muestran los bits enviados realmente (los bits de paridad están subrayados). fl 1110111011011110111001001101100011001001 Ejemplo 4.8 Suponga ahora que la palabra «world» del ejemplo anterior es recibida por el receptor sin que haya habido ningún problema de corrupciónen la transmisión.
  23. 23. fl1110111011011110111001001101100011001001 El receptor cuenta los unos en cada carácter y obtiene números pares (6, 6, 4, 4, 4). Acep-taría los datos. Ejemplo 4.9 Suponga ahora que la palabra «world» del Ejemplo 4.7, es recibida por el receptor pero que sus datos han sido corrompidos durante la transmisión. fl1111111011011110111011001101100011001001 El receptor cuenta los unos en cada carácter y obtiene números pares e impares (7, 6, 5, 4, 4). El receptor sabe que los datos están corruptos, los descarta y solicita su retransmisión. Prestaciones VRC puede detectar todos los errores en un único bit. También puede detectar errores de ráfagas siempre que el total de números de bits cambiados sea impar (1, 3, 5, etc.). Supongamos que hay una unidad de datos con paridad par donde el número total de unos, incluyendo el bit de paridad, es 6:1000111011. Si tres bits cualquiera cambian su valor, la paridad resultante sería impar y se detectaría el error: 1111111011son9, 0110111011son7, 1100010011son5, todos impares. El comprobador de VRC devolvería como resultado 1 y se rechazaría la unidad. Esto mismo es cierto para cualquier número de errores impares. Sin embargo, suponga que dos bits de la unidad de datos cambian su valor: 1110111011 son8, 1100011011son6, 1000011010: 4. En cada caso, el número de unos en la unidad de datos sigue siendo par. El comprobador de VRC los sumará y devolverá un número par, aunque la unidad de datos contiene dos errores. VRC no puede detectar errores cuando el número total de bits cambiados sea par. Si cambian dos bits cualesquiera durante la transmisión, los cambios se anulan entre sí y la unidad de datos pasará la verificación de paridad aunque sea erróneo. Estomismo es cierto para cualquier número de errores pares. 2.3.3 VERIFICACION DE REDUNDANCIA CICLICA. A diferencia de las técnicas VRC y LRC, que se basan en la suma (para calcular la paridad), la técnica CRC se basa en la división binaria. En esta técnica, se añaden bits redundantes en la unidad de datos de forma que los todo el conjunto sea divisible exactamente por un número binario determinado, en el destino los datos recibidos son divididos por ese mismo número, si en ese caso no hay resto de la operación, el dato es aceptado, si apareciera un resto de la división, el dato se entendería que se ha corrompido y se rechazará. La técnica añade unos bits de CRC, de la siguiente manera en tres pasos básicos: en primer lugar se añade una tira de n ceros, siendo n el número inmediatamente menor al número de bits del divisor predefinido (que tiene n+1 bits), el segundo paso es dividir la nueva unidad de datos por el divisor predefinido usando un proceso de división binaria, el resto que quedara sería los bits de CRC a añadir, el tercer paso es sustituir los n bits añadidos en el paso primero por los n bits del resto de la operación del segundo paso, el dato final será divisible exactamente por el divisor predefinido. La imagen muestra el esquema del proceso.
  24. 24. 2.4 CONTROL DE FLUJO: TIPOS: ASENTIMIENTO, VENTANAS DESLIZANTES. POR HARDWARE O SOFTWARE, DE LAZO ABIERTO O CERRADO CONTROL DE FLUJO El problema a resolver con el control de flujo de datos o de congestión es que una entidad emisora no sobrecargue a otra receptora de datos. Esto puede suceder cuando la memoria reservada (buffer) en la recepción se desborda. El control de flujo no contempla en principio la existencia de errores de transmisión, sin embargo a menudo se integra con del control de errores que se verá más adelante. Existen dos formas diferentes de hacer el control del flujo: control hardware y control software. ASENTAMIENTO Un primer protocolo capaz de controlar la congestión muy simple es el conocido como de parada y espera o en términos más formales se conoce como Asentamiento. Únicamente para evitar desbordar al receptor, el emisor enviaría una trama y esperaría un acuse de recibo antes de enviar la siguiente (fig 15. ). Este procedimiento resulta adecuado cuando hay que enviar pocas tramas de gran tamaño. Sin embargo, la información suele transmitirse en forma de tramas cortas debido a la posibilidad de errores, la capacidad de buffer limitada y la necesidad en algunos casos de compartir el medio. La eficiencia de este sistema sería la proporción entre el tiempo empleado en transmitir información útil (Trama) y el tiempo total del proceso (Total). El primero sería igual al tamaño de la trama partido por la velocidad de transmisión del emisor. VENTANAS DESLIZANTES Un mecanismo más sofisticado y muy empleado es el de la ventana deslizante. La ventana determina cuantos mensajes pueden estar pendientes de confirmación y su tamaño se ajusta a la capacidad del buffer del receptor para almacenar tramas. El tamaño máximo de la ventana está además limitado por el tamaño del número de secuencia que se utiliza para numerar las tramas. Si las tramas se numeran con tres bits (en modulo 8, del 0 al 7), se podrán enviar hasta siete tramas sin esperar acuse de recibo y sin que el protocolo falle (tamaño de ventana = 2k-1). Si el número de secuencia es de 7 bits (modulo 128, del 0 al 127) se podrán enviar hasta 127 tramas si es que el buffer del receptor tiene capacidad para ellas. Normalmente, si el tamaño no es prefijado por el protocolo, en el establecimiento del enlace el emisor y receptor negociarán el tamaño de la ventana atendiendo a las características del elemento que ofrece menos prestaciones. CONTROL POR HARDWARE Consiste en utilizar líneas dispuestas para ese fin como las que tiene la conexión RS-232-C. Este método de control del flujo de transmisión utiliza líneas del puerto serie para parar o reanudar el flujo de datos y por tanto el cable de comunicaciones, además de las tres líneas fundamentales de la conexión serie: emisión, recepción y masa, ha de llevar algún hilo más para transmitir las señales de control. En el caso más sencillo de que la comunicación sea en un solo sentido, por ejemplo con una impresora, bastaría con la utilización de una línea más. Esta línea la gobernaría la impresora y su misión sería la de un semáforo. Por ejemplo, utilizando los niveles eléctricos reales que usa la norma serie RS-232-C, si esta línea está a una tensión positiva de 15 V. (0 lógico) indicaría que la impresora está en condiciones de recibir datos, y si por el contrario está a -15 V. (1 lógico) indicaría
  25. 25. que no se le deben enviar más datos por el momento. Si la comunicación es en ambos sentidos, entonces necesitaríamos al menos dos líneas de control, una que actuaría de semáforo en un sentido y la otra en el otro. Las líneas se han de elegir que vayan de una salida a una entrada, para que la lectura sea válida y además se debe tratar de utilizar las que la norma RS-232-C recomienda para este fin. CONTROL POR SOFTWARE La otra forma de control del flujo consiste en enviar a través de la línea de comunicación caracteres de control o información en las tramas que indican al otro dispositivo el estado del receptor. La utilización de un control software de la transmisión permite una mayor versatilidad del protocolo de comunicaciones y por otra parte se tiene mayor independencia del medio físico utilizado. Así por ejemplo, con un protocolo exclusivamente hardware sería bastante difícil hacer una comunicación vía telefónica, ya que las señales auxiliares de control se tendrían que emular de alguna manera. Las formas más sencillas de control de flujo por software son el empleo de un protocolo como el XON/XOFF que se verá más adelante o como la espera de confirmación antes del envío mediante un ACK o similar como se indicaba en el ejemplo del protocolo de parada y espera. 3.1 Técnicas de modulación analógica. Modulación Es el proceso de modificar una señal de alta frecuencia de acuerdo a una señal de señal de frecuencia baja., Con el objeto de transmitir datos (texto, voz, audio, video). Estas dos señales pasan a través de un dispositivo modulador, resultando en una señal combinada. La señal de frecuencia baja (7khz-30 kHz) recibe el nombre de señal pasa banda o señal moduladora, la señal de alta frecuencia (3- 30 GHZ), recibe el nombre de frecuencia portadora o simplemente portadora. La señal resultante, después de pasar por el modulador recibe el nombre de señal modulada. 3.1.1 MODULACIÓN EN AMPLITUD Modulación en Amplitud La frecuencia portadora varía su AMPLITUD, de acuerdo a las variaciones en amplitud de la señal moduladora. Lo anterior da como resultado (en la salida del modulador) una señal modulada en amplitud, ver figura. Señal Modulada en Amplitud (AM). (La señal modulada muestra variaciones en amplitud de la frecuencia portadora, de acuerdo a la amplitud de la señal moduladora) 3.1.2 MODULACIÓN EN FRECUENCIA 08:10 No comments
  26. 26. Modulación en Frecuencia La frecuencia portadora cambia de acuerdo al signo y a la amplitud de la señal moduladora. La amplitud de la portadora no es afectada (mantiene la misma amplitud de la señal moduladora). Señal Modulada en Frecuencia (FM). La señal modulada muestra una variación (modulación en frecuencia de la señal portadora – La amplitud de la portadora no se modifica). 3.2 TECNICAS DE MODULACION DIGITAL 08:17 No comments Técnicas de modulación digital El término comunicaciones digitales abarca un área extensa de técnicas de comunicaciones, incluyendo transmisión digital y radio digital. La transmisión digital es la transmisión de pulsos digitales, entre dos o más puntos, de un sistema de comunicación. El radio digital es la transmisión de portadoras analógicas moduladas, en forma digital, entre dos o más puntos de un sistema de comunicación. Los sistemas de transmisión digital requieren de un elemento físico, entre el transmisor y el receptor, como un par de cables metálicos, un cable coaxial, o un cable de fibra óptica. En los sistemas de radio digital, el medio de transmisión es el espacio libreo la atmósfera de la Tierra. 3.2.1 MODULACION POR DESPLAZAMIENTO DE AMPLITUD 08:19 No comments
  27. 27. Modulación por desplazamiento de amplitud La modulación por desplazamiento de amplitud, en inglés Amplitude-shift keying (ASK), es una forma de modulación en la cual se representan los datos digitales como variaciones de amplitud de la onda portadora. La amplitud de una señal portadora análoga varía conforme a la corriente de bit (modulando la señal), manteniendo la frecuencia y la fase constante. El nivel de amplitud puede ser usado para representar los valores binarios 0s y 1s. Podemos pensar en la señal portadora como un interruptor ON/OFF. En la señal modulada, el valor lógico 0 es representado por la ausencia de una portadora, así que da ON/OFF la operación de pulsación y de ahí el nombre dado. Como la modulación AM, ASK es también lineal y sensible al ruido atmosférico, distorsiones, condiciones de propagación en rutas diferentes en PSTN, etc. Esto requiere la amplitud de banda excesiva y es por lo tanto un gasto de energía. Tanto los procesos de modulación ASK como los procesos de modulación son relativamente baratos. La técnica ASK también es usada comúnmente para transmitir datos digitales sobre la fibra óptica. La forma más simple y común de ASK funciona como un interruptor que apaga/enciende la portadora, de tal forma que la presencia de portadora indica un1 binario y su ausencia un 0. Este tipo de modulación por desplazamiento on-off es el utilizado para la transmisión de código Morse por radiofrecuencia, siendo conocido el método como operación en onda continua. Para ilustrar mejor el tema del interruptor en el modulado ASK se puede ilustrar de la siguiente manera: · Señal coseno de amplitud = 0 por lo que en este estado se encontrará en estado 0. Señal coseno de amplitud = 1 por lo que en este estado se encontrará en estado 1. 3.2.2 MODULACIÓN POR DESPLAZAMIENTO DE FRECUENCIA 08:22 No comments Modulación por desplazamiento de frecuencia La Modulación por desplazamiento de frecuencia o FSK, (Frequency Shift Keying) es
  28. 28. una técnica de transmisión digital de información binaria (ceros y unos) utilizando dos frecuencias diferentes. La señal moduladora solo varía entre dos valores de tensión discretos formando un tren de pulsos donde un cero representa un "1" o "marca" y el otro representa el "0" o "espacio". En la modulación digital, a la relación de cambio a la entrada del modulador se le llama bit-rate y tiene como unidad el bit por segundo (bps). A la relación de cambio a la salida del modulador se le llama baud-rate. En esencia el baud-rate es la velocidad o cantidad de símbolos por segundo. En FSK, el bit rate = baud rate. Así, por ejemplo, un 0 binario se puede representar con una frecuencia f1, y el 1 binario se representa con una frecuencia distinta f2. El módem usa un VCO, que es un oscilador cuya frecuencia varía en función del voltaje aplicado. Enviar por correo electrónicoEscribe un blogCompartir con TwitterCompartir con Facebook 3.2.3 MODULACIÓN POR DESPLAZAMIENTO DE FASE 08:21 No comments Modulación por desplazamiento de fase La modulación por desplazamiento de fase o PSK (Phase Shift Keying) es una forma de modulación angular que consiste en hacer variar la fase de la portadora entre un número de valores discretos. La diferencia con la modulación de fase convencional (PM) es que mientras en ésta la variación de fase es continua, en función de la señal moduladora, en la PSK la señal moduladora es una señal digital y, por tanto, con un número de estados limitado. Según el Profesor Doranse Hurtado de la Universidad Tecnológica de Panamá este tipo de modulación es esencial para transmitir diferentes portadoras de diferentes fases. Dependiendo del número de posibles fases a tomar, recibe diferentes denominaciones. Dado que lo más común es codificar un número entero de bits por cada símbolo, el número de fases a tomar es una potencia de dos. Así tendremos BPSK con 2fases
  29. 29. (equivalente a PAM), QPSK con 4 fases (equivalente a QAM), 8-PSK con 8 fases y así sucesivamente. A mayor número de posibles fases, mayor es la cantidad de información que se puede transmitir utilizando el mismo ancho de banda, pero mayor es también su sensibilidad frente a ruidos e interferencias. 3.2.4 MODULACIÓN DE AMPLITUD EN CUADRATURA 08:22 No comments Modulación de amplitud en cuadratura La Modulación de amplitud en cuadratura (conocida también como QAM por las siglas en inglés de Quadrature amplitude modulation) es una técnica que transporta datos, mediante la modulación de la señal portadora, tanto en amplitud como en fase. Esto se consigue modulando una misma portadora, desfasada en 90°. La señal modulada en QAM está compuesta por la suma lineal de dos señales previamente moduladas en Doble Banda Lateral con Portadora Suprimida. Se asocian a esta tecnología aplicaciones tales como:  Modems telefónicos para velocidades superiores a los 2400bps.  Transmisión de señales de televisión, microondas, satélite (datos a alta velocidad por canales con ancho de banda restringido).  Modulación TCM (Trellis Coded Modulation), que consigue velocidades de transmisión muy elevadas combinando la modulación con la codificación de canal.  Módems ADSL que trabajan en el bucle de abonado, a frecuencias situadas entre 24KHz y 1104KHz, pudiendo obtener velocidades de datos de hasta 9Mbps, modulando en QAM diferentes portadoras. 3.3 CONVERSIÓN ANALÓGICO-DIGITAL: MUESTREO, CUANTIZACION Y CODIFICACIÓN 08:23 No comments
  30. 30. Conversión analógico-digital: Muestreo, cuantizacion y codificación Qué es ANALOGICO y que es DIGITAL? El término ANALÓGICO en la industria de las telecomunicaciones y el cómputo significa todo aquel proceso entrada/salida cuyos valores son continuos. Algo continuo es todo aquello se puede tomar una infinidad de valores dentro de un cierto límite, superior e inferior. El término DIGITAL de la misma manera involucra valores de entrada/salida discretos. Algo discreto es algo que puede tomar valores fijos. El caso de las comunicaciones digitales y el cómputo, esos valores son el CERO (0) o el UNO (1) o Bits (BInary DigiTs). La conversión Analógico-Digital consta de varios procesos:  · Muestreo  · Cuantización  · Codificación 3.4 CÓDIGOS DE LÍNEA: RZ, NRZ, NRZ-L, AMI, PSEUDO-TERNARIA, MANCHESTER, MANCHESTER DIFERENCIAL, B8ZS, HDB3, ENTRE OTROS 08:24 No comments Códigos de línea: RZ, NRZ, NRZ-L, AMI, pseudo-ternaria, Manchester, Manchester diferencial, B8ZS, HDB3, entre otros NRZ
  31. 31. Se pueden utilizan los código NonRetourn to Zero Level (NRZ-L), de los cuales los más empleados son el unipolar y el bipolar. RZ Se emplea el RZ (Retourn to Zero) polar. En este caso se tiene tensión positiva en una parte de la duración de un 1 lógico, y cero tensión durante el resto del tiempo. Para un 0 lógico se tiene tensión negativa parte del tiempo y el resto del tiempo del pulso la tensión es cero. RZ Polar Este código si es autosincronizante debido a que en reloj (clock) del receptor queda sincronizado por la cadencia de los pulsos que llegan del transmisor puesto que todos los bits tienen una transición, esto permite identificar a cada bit en una larga cadena de unos o ceros. RZ Bipolar A la ventaja de ser autosincronizante se le contrapone el hecho de requerir mayor ancho de banda, pues los pulsos son de menor duración que en otros códigos, por ejemplo NRZ, lo cual es una gran desventaja. Código Manchester En este código siempre hay una transición en la mitad del intervalo de duración de los bits. Cada transición positiva representa un 1 y cada transición negativa representa un 0. Cuando se tienen bits iguales y consecutivos se produce una transición en el inicio del segundo bit la cual no es tenida en cuenta en el receptor al momento de decodificar, solo las transiciones separadas uniformemente en el tiempo son las que son consideradas por el receptor. En está codificación no se tienen en cuanta los niveles de tensión sino que solo se consideran las transiciones positivas y negativas. Esta técnica posibilita una transición por bit, lo cual permite autosincronismo. Se puede eliminar la componente continua si se emplean valores positivos y negativos para representar los niveles de la señal. Código Manchester diferencial
  32. 32. Durante la codificación todos los bits tienen una transición en la mitad del intervalo de duración de los mismos, pero solo los ceros tienen además una transición en el inicio del intervalo. En la decodificación se detecta el estado de cada intervalo y se lo compara con el estado del intervalo anterior. Si ocurrió un cambio de la señal se decodifica un 1 en caso contrario se decodifica un 0. El código Manchester diferencial tiene las mismas ventajas de los códigos Manchester con la adición de las ventajas derivadas de la utilización de una aproximación diferencial. Código HDB3 Este es un sistema de codificación utilizado en Europa, Asia y Sudamérica. La denominación HDB3 proviene del nombre en ingles High Density Bipolar-3 Zerosque puede traducirse como código de alta densidad bipolar de 3 ceros. En el mismo un 1 se representa con polaridad alternada mientras que un 0 toma el valor 0. Este tipo de señal no tiene componente continua ni de bajas frecuencias pero presenta el inconveniente que cuando aparece una larga cadena de ceros se puede perder el sincronismo al no poder distinguir un bit de los adyacentes. 3.5 MODEM ESTÁNDARES Y PROTOCOLOS 08:26 No comments Modem estándares y protocolos ESTÁNDARES · Son recomendaciones estándares para la operación de los módems, han sido establecidas por varias organizaciones y corporaciones. · Los estándares cubren la modulación y técnica de transmisión, usados por los módems así como otros elementos de su operación. · Hasta la mitad de los 80's todos los módems en Estados Unidos usaban técnicas de modulación basados en estándares de los laboratorios Bell con velocidades de 300 hasta 1200 bps. Estos son conocidos como Bell103 y Bell 212A, respectivamente. · Estos módems trabajan bien dentro de Estados Unidos. Otros países como Europa por instancia, usan diferentes estándares. El estándar internacional es llamado ITU-T, International Telecommunications Unión-Telecommunications Sector (antes conocido como CCITT Comité Consultivo Internacional de Telegrafía y Telefonía).
  33. 33. · Sumado a los estándares de velocidad, existen también estándares para verificación, errores y compresión de datos. · A continuación se muestra una lista de los estándares de facto e internacionales con sus características operacional ü V.22. Proporciona 1200 bits por segundo a 600 baudios (cambios de estado por segundo). ü V.22bis. El primer estándar mundial verdadero, permite 2400 bits por segundo a 600 baudios. ü V.32. Proporciona 4800 y 9600 bits por segundo a 2400 baudios. ü V.32bis. Proporciona 14,400 bits por segundo o baja a 12,000, 9600, 7200, y 4800 bits por segundo. ü V.32terbo.. Proporciona 19,200 bits por segundo o baja a 12,000, 9600, 7200, y 4800 bits por segundo; puede operar a mayores tasas de transmisión de datos con compresión, no fue estándar de CCITT/ITU. ü V.34.Proporciona 28,800 bits por segundo o baja a 24,000 y 19,200 bits por segundo y compatibilidad hacia atrás con V.32 y V.32bis. ü V.34bis. Proporciona hasta 33,600 bits por segundo o baja a tasas de transferencia de 31,200 o V.34. ü V.35. Interfaz troncal de paquetes entre un dispositivo de acceso a una red y una red a tasas de transmisión de datos mayores a 19.2 Kbps. El V.35 puede usar los anchos de banda de varios circuitos telefónicos como grupo. Existen Transformadores de Género y Adaptadores V.35. ü V.42. La misma tasa de transferencia que V.32, V.32bis y otros estándares pero con mejor corrección de errores y por tanto más fidedigno. ü V.90. Proporciona hasta 56,000 bits por segundo corriente abajo (pero algo menos en la práctica). Derivado de la tecnología x2 de 3Com (US Robotics) y la tecnología K56flex de Rockwell. PROTOCOLOS. Los Protocolos en un ambiente de comunicación de datos sirve para dirigir la trasferencia de información entre dos entidades de comunicación. Para ambiente MAINFRAME ,redes locales o servicios públicos son las redes de paquetes ,se usan los módem protocolos , para dirigir el flujo de mensajes entre las maquinas en conversación. Para dirigir el intercambio de mensajes entre PCs independientemente , usando circuitos telefónicos. Estos protocolos garantizan la transmisión y recepción de estos mensajes de forma segura y ordenada. Protocolos más Utilizados: 1. XMODEM : Referenciado con CHECKSUN . Envía bloques de 128 bytes , uno es de CHECK (verifica).
  34. 34. 2. 3. XMODEM _ CRC : Envía bloques de 128 bytes , con dos bytes de CRC (Cyclic Redundancy Checking - Rutina de verificación de Errores) . 4. XMODEM 1K : Envía bloques de 1K con dos bytes de verificación CRC. 5. YMODEM batch : Envía bloques de 1024b bytes con dos bytes CRC. Hace la verificación de cada bloque trasmitido y envía fin de transmisión y repite el proceso en el próximo archivo . 6. YMODEM G : Protocolo "Streaming " donde los módem tienen su propio protocolo de corrección. Si un archivo es enviado y errores son detectados , la transferencia es interrumpida. 7. ZMODEM : Protocolo " Full Streaming" que permite detección y corrección de errores . Rápido y confiable , indicado para líneas deficientes. 8. SEALINK : Protocolo " Full Duplex" derivado del padrón XMODEM. 9. KERMIT : Posee la excepcional características de integrar varios tipos de computadores (PCs y Mainframe). Gobierna la trasferencia de informaciones de sistemas con caracteres de 7 bits. No es recomendable para transferencias entre PCs. 10. COMPUSERVE :Su módem protocolo privado es : B Y QUICKB. 11. WINDOWED Y XMODEM : Usado a través de redes de conmutación de paquetes como TYMNET y TELENET . 12. TELINK : Usado para transferencia "multi-file " con servicio de correo electrónico FIDONET. 13. MODEM7 : Comunicación con sistemas CP/M .

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