UT3 Les comunicacions. ESO3

Breu història de les comunicacions
Les primeres formes d'escriptura
es representaven sobre tauletes
de fusta. fang, pedra. etc.
En el S.III aC, els egipcis
escrivien sobre fulls de papir
(vegetal), i pergamins (pells
animals).
En el s. II aC, els xinesos van
inventar el paper de cel·lulosa
(pasta vegetal), introduït a
Europa pels musulmans cap al
segle XII.
La invenció de la impremta al
segle XV fomenta la producció de
paper.

Tecnologia III: Comunicacions
Breu historia de les comunicacions
El telègraf va inventar-lo Samuel Morse
qui va crear el primer telègraf
electromagnètic al 1838.
La gran aportació del telègraf va ser
permetre el pas d'un model de comunicació
de transport a un altre de transmissió.

• Ara els missatges poden viatjar més ràpid que els missatgers.
• La comunicació a distància s'allibera dels mitjans de transport disponibles.
• No cal un suport físic per guardar la informació.
“La gran aportació del telègraf va ser permetre el pas d'un model de
comunicació de transport a un altre de transmissió”:

El telèfon es va desenvolupar als EUA, l’any 1876 per A. Graham Bell.
G. Marconi i Al.Stepanovic desenvolupaven la radiofonia de
forma independent als EEUU i Rússia a la dècada dels anys
1890. Les estacions radiofòniques a gran escala van aparèixer
entre el 1920 i el 1930.

Els germans Lumière, l'any 1894,
presentaren a França, el cinematògraf.
El següent pas lògic era unir el cinema i la ràdio.
Les primeres proves de televisió les va fer el rus
V. K. Zworykin als EUA, al mateix temps que a la
Gran Bretanya se'n feien d'altres.
El 1936 començà a funcionar a Londres e! primer
servei públic de televisió. Als EUA es començà a
emetre televisió en color l'any 1953.
televisió color 1954televisió 10” BN 1946

Tan la ràdio com la televisió son sistemes de comunicació no persistents: la
informació desapareix al mateix moment en que és comunicada. Amb
l’arribada d’Internet als 80s, combina la possibilitat de accedir a la
informació a distancia, des de qualsevol lloc i enregistrar-la.

Uns dels primers telèfons mòbils venuts als EEUU, el Motorola
DynaTAC 8000X de 1983 amb un preu de 3995 dòlars
Posteriorment apareix el telèfon mòbil multimèdia ( enviar SMS,
e-mail (videoconferència,, gravar so i vídeos)

Breu història de les comunicacions
• Tauletes de fusta. fang, pedra...
• III a.C, els : papirs (vegetal), i
pergamins (pells animals).
• II a.C, els xinesos: paper
• XII, paper a Europa
• XV, la impremta
• 1838, Telègraf (Samuel Morse)
• 1876, Telèfon (Graham Bell)
• 1894, Cine (Germans Lumiere)
• 1930, Ràdio (Marconi)
• 1936, TV pública a Londres
(Zworykin)
• 1980, Internet
• 1983, mòbil (Motorola)

La comunicació i la tecnologia
En l’àmbit de la tecnologia, entenem per comunicació la transmissió
d’informació (telegràfica, telefònica, radioelèctrica, òptica, etc.)
El procés de comunicació es pot modelar esquemàticament de la
següent forma:

La comunicació i la tecnologia
Observem que en tots els casos cal:
• Un aparell transmissor que transformi el missatge a
transmetre (que poden ser sons, paraules escrites,
dibuixos, imatges en moviment,...) en el senyal
adequat (impulsos elèctrics, ones
electromagnètiques, ...).
• Un canal de comunicació (el cable elèctric, el cable
òptic, o un altre medi físic) que ens permeti
transmetre el senyal sense excessives pèrdues i
sense afegir soroll que n’impedeixi la lectura pel
receptor.
• Un aparell receptor que actuï a la inversa que el
transmissor.

Pertorbacions en la comunicació: el soroll
El soroll és qualsevol pertorbació del canal de comunicació que pot
ocasionar una pèrdua d’informació al receptor.

UNITAT 2: COMUNICACIÓ, CANAL I SENYAL
El primer tipus de comunicació a distancia de tots els
animals: el so, que es transmet per l’aire.
Actualment hi ha 3 canals utilitzats de per transmetre
informació:
• Cable elèctric: telèfon, telègraf,...
• Cable òptic: TV per cable i xarxes telefòniques
• Ones electromagnètiques: no utilitzen materials, la radio, la TV, els
mòbils, els walkie-talkies i radioaficionats, etc es transmeten per l’aire)
.

C. ELÈCTRIC: XARXES INFORMÀTIQUES
El trenat està recobert per blindar-lo contra
interferències
C. ELÈCTRIC: CABLE COAXIAL
TV o la informàtica, cal protegir el cable
interior d’interferències externes.
C. ELÈCTRIC. CABLE TELEFÒNIC
2 senyals simultànies, una d’anada i
una de tornada, Cable telefònic
LLUM I CABLE: FIBRA ÒPTICA
La informació viatja en pols de
llum. Es requereix d'un dispositiu
LED o LASER i un fotodetector.
Actualment hi ha 3 canals utilitzats de per transmetre informació:
elèctric, òptic i electromagnètic

CORRENT ELÈCTRIC I TRANSMISSIÓ PER CABLE
Anomenem electricitat al
moviment d’electrons
(carregues elèctriques
negatives) d’un àtom a un
altre.
L’ús de l’electricitat està
relacionat amb l’aprofitament
de la energia per produir
llum, calor, moviment,... però
també com senyal de
comunicació.

CORRENT ELÈCTRIC: Característiques
Els inconvenients principals del corrent estan relacionats amb la
resistència dels conductors (llei d’Ohm):
En augmentar la distancia, es redueix la intensitat per sota del nivell
aprofitable.

18
CORRENT ELÈCTRIC: Estructura d’un cable elèctric
Un cable elèctric es un filferro de material conductor.
Normalment els cables elèctrics estan recoberts
d’algun tipus de material dialèctic (aïllant).
Els primers sistemes que aprofitaven el corrent
elèctric per transmetre informació es limitaven a
permetre o tancar el pas del corrent, exemple d’aquest
tipus pot ser el telègraf.
1 conductor 2 aïllant
1
2

CORRENT ELÈCTRIC: CABLE COAXIAL
Amb l’arribada de la TV i la informàtica, calia protegir el cable interior
d’interferències externes.
El cable coaxial és un conductor elèctric recobert per tres capes:
1. Material conductor
2. Conductor que fa de blindatge contra les interferències,
3. La cobertura de material aïllant.
3 2 1

CORRENT ELÈCTRIC: CABLE TELEFÒNIC
Unint 2 cables en paral·lel, tenim
2 senyals simultànies, una d’anada i una
de tornada, o una senyal de dades i l’altre
per control o sincronització.
Ex.: cable telefònic bàsic.
Per poder augmentar de velocitat i la
complexitat del senyal transmès es van
afegir més dins del mateix cable.

El parell trenat està format per
quatre parells de cables trenats de
2 en 2, recobert per un paper
metal·litzat que fa de blindatge
contra les interferències, i una
coberta de plàstic de protecció i
aïllament.
Ex.: xarxes informàtiques d’alta
velocitat i telefonia avançada .
CORRENT ELÈCTRIC: CABLE DE XARXES INFORMÀTIQUES

LLUM I CABLE: FIBRA ÒPTICA
Aquest és un mitjà de transmissió de dades no és propens a cap
tipus d'interferència electromagnètica o electrostàtica (soroll)
degut al fet que pel seu interior es mouen pols de llum.

http://visualtraceroute.net/
https://www.submarinecablemap.com/#/
https://www.submarinecablemap.com/#/submarine-cable/marea
Enllaços de descàrrega de la ruta seguida per un missatge i del cablejat marí.

CARACTERÍSTIQUES DE LA LLUM
Tot i que la llum sempre va en línia recta, te la propietat de refracció i reflexió.
En ocasions el raig de llum en canviar de material que travessa pot canviar la
seva direcció (1, 2, 3) lleugerament, com passa entre l’aire i l’aigua, en altres,
com els miralls, pot “xocar” i rebotar (4), en general aquest fenòmens passen
sense gairebé pèrdues d’energia. Aquestes propietats les podrem aprofitar per
guiar els pols de llum d’un lloc a un altre amb força facilitat.

26
Refracció:
canvi de direcció d’un raig en passar d’un
medi a un altre. Aquest canvi de direcció
sol ser d’un pocs graus.
Reflexió:
canvi de direcció d’un raig que no arriba
travessar un medi, sinó que és rebotat
per aquest.
CARACTERÍSTIQUES DE LA LLUM

CABLE DE FIBRA ÒPTICA: Estructura
La fibra òptica és un fil del gruix d'un cabell,
de vidre o plàstic transparent. L'estructura
de la fibra òptica està formada per 2 capes:
nucli i revestiment, protegits per una coberta
plàstica de protecció.
Com que l'índex de refracció del nucli és
major que el del revestiment al introduir a
l'interior de la fibra la llum rebota cap al
interior (reflexió).
1 - Recobriment extern
2 - Fibres de protecció
3 - Fibra òptica

LLUM I CABLE DE FIBRA ÒPTICA: Estructura d’un cable de fibra òptica
Pel seu ús s'uneixen entre si un
gran conjunt de fibres per a
obtenir un cable, que per major
seguretat s’acompanya amb fils
d’un material resistent a la
tracció i flexió, i es recobreix per
una funda plàstica .
1 - Recobriment extern
2 - Fibres de protecció
3 - Fibra òptica
4 - Reforç central
de tracció
CABLE DE FIBRA ÒPTICA: Estructura

SISTEMES DE COMUNICACIÓ PER FIBRA ÒPTICA
Per a transmetre la informació, es requereix d'un dispositiu emissor de llum
i en l'altre extrem s'usen fotodetectors.
Com a emissors tenim un LED o bé un LASER.
Ambdós emeten espontàniament llum quan els hi sotmet a un corrent
elèctric.
El LASER és el millor i més car, per què la potència del LED és inferior.
LED
(Light Emited Diode - Díode
Emissor de Llum)
LASER
(Light Amplification
Stimulated Emission
Radiations - Amplificació de
Llum per Estimulació
d'Emissió de Radiació).

ONES ELECTROMAGNÈTIQUES I RADIODIFUSIÓ
A part dels sons, els sistemes més usats per comunicar sense cables son les
ones electromagnètiques. Les ones de ràdio són fàcils de generar i
detectar. La seva aplicació més estesa la radio i la televisió .

CARACTERÍSTIQUES D’ONES ELECTROMAGNÈTIQUES
Quan els electrons giren dins dels àtoms, o circulen entre ells, creen ones
electromagnètiques com resultat de les seves oscil·lacions atòmiques i
moleculars. Aquestes ones es poden propagar en l'espai lliure i al buit. Les
fonts de radiació electromagnètica poden ser dividides en naturals (sol,
terra, radioactivitat,...) i artificial (màquines, radar, radio,...)..

Les ones electromagnètiques poden viatjar distàncies llargues per l’espai
sense matèria, i en general poden travessar objectes sòlids sense problemes.
Les ones de ràdio també són omnidireccionals, viatgen en totes les direccions.
A baixa freqüència, les ones de ràdio
poden travessar pràcticament qualsevol
obstacle, però la seva potència es
redueix ràpidament i arriben només a
distàncies curtes de la font.
A alta freqüència, les ones de ràdio
tendeixen a rebotar en els obstacles o
les capes altes de l’atmosfera, arribant a
recorre distàncies molt llargues. Tenen
l’inconvenient que són absorbides per la
pluja.
baixes freqüències: travessen objectes
pèrdua de potència

A freqüències altes, les ones de ràdio tendeixen a rebotar en els obstacles o
les capes altes de l’atmosfera, arribant a recorre d’aquesta forma distancies
molt llargues.
altes freqüències: reboten a les capes altes de l’atmosfera
+
+

ESTRUCTURA D’UN ANTENA D’ONES ELECTROMAGNÈTIQUES
Un mètode per generar artificialment una ona electromagnètica és
construir un circuit elèctric pel qual es moguin els electrons de forma
controlada i connectar-li una antena per propagar l’ona generada per
aquest moviment.
Hi ha 3 tipus d’antenes: de fil, d’obertura, i planes.
Les de fil consisteixen bàsicament en una base que suporta el
més alt possible un filferro llarg i prim connectat al circuit
elèctric emissor.
Les més freqüents són les
antenes Yagi, formada per un element radiador o captador
(el fil dipol), una o més barnilles que orienten les ones cap a
una direcció determinada anomenades director, i una
barnilla o reixa posterior anomenada reflector, que deté les
ones que arriben del darrere i concentren les que arriben
del davant.

dipol radiador  emet el senyal a l’espai
guia directora  concentra les ones en una direcció
reflector posterior  deté les ones que arriben del darrere

guia directora  concentra les ones cap al captador
dipol captador  rep el senyal que prové de l’espai
reflector posterior  deté les ones que arriben del darrere

37
SISTEMES DE COMUNICACIÓ PER ONES DE RADIO
Al connectar una antena apropiada a un circuit elèctric emissor, les ones
electromagnètiques es poden difondre de manera eficient, fer-les
servir per a transmetre informació, i captar-les per una altre antena
instal·lada a un receptor a certa distància.

SISTEMES DE COMUNICACIÓ PER ONES DE RADIO
Al connectar una antena apropiada a un circuit elèctric emissor, les ones
electromagnètiques es poden difondre de manera eficient, fer-les servir per
a transmetre informació, i captar-les per una altre antena instal·lada a un
receptor a certa distància.

UNITAT 3: ELS TRANSDUCTORS
.Els transductors són els dispositius que transformen
variacions d'una magnitud física (com la pressió de
les ones sonores) en una variació equivalent d'una
altra magnitud física (com per exemple un senyal
elèctric i el so).
En el cas de la comunicació telefònica necessitem un
transductor que transformi les ones sonores del que
envia el missatge en impulsos elèctrics variables; el
més freqüent és el micròfon.
En el cas del telèfon, la ràdio i la televisió,
necessitem un transductor al receptor, que
transformi el senyal elèctric rebut pel cable o
transformat per l’antena, en ones sonores; el més
freqüent és l’altaveu.

ELS TRANSDUCTORS

compressió de l’aire senyal acústicsenyal acústic
senyal elèctric senyal acústicsenyal acústic

ELS TRANSDUCTORS: La captació del so. EL MICRÒFON
Un micròfon és un transductor acústic  elèctric
És un dispositiu que transforma les ones sonores en senyals elèctrics d’alta
freqüència.
Consta bàsicament d’una bobina enganxada a un
diafragma que oscil·la en rebre la pressió de les ones
sonores. Aquestes oscil·lacions induïen un corrent
elèctric a la bobina enrotllada entorn d'un imant
permanent. Aquest corrent induït era un senyal
elèctric oscil·latori amb la mateixa freqüència que
l'ona acústica original.

42
Una ona sonora molt potent provoca una gran oscil·lació a la membrana i un
moviment relativament gran de la bobina entorn a l’imant induint un corrent
elèctric d’una polaritat determinada.
En tornar la membrana a la seva posició, el recorregut i corrent induït és de
sentit invers.
EL MICRÒFON
Una ona sonora
menys potent
provocarà una
oscil·lació més
petita i un corrent
elèctric de menys
intensitat.

ELS ALTAVEUS
Un altaveu és un transductor elèctric  acústic, un dispositiu que
transforma els senyals elèctrics que li arriben en ones sonores.
Format per:
un imant permanent
un electroimant
una membrana de cartró flexible en forma de con i l’ estructura per aguantar-lo.
En rebre un senyal extern en forma de corrent elèctric variable, l’electroimant
varia la seva intensitat i força, apropant-se i allunyant-se del imant permanent.
Aquest moviment molt ràpid fa vibrar la membrana, que produeix so en moure les
partícules d’aire del seu voltant

44
ELS TRANSDUCTORS - La captació del so: el micròfon
ELS TRANSDUCTORS - La reproducció del so: els altaveus
MICRÒFON
TRANSDUCTORS
ELÈCTRIC  ACÚSTIC
SONS – VEU
CABLE ELECTRIC
SONS - OIDA
ACÚSTIC  ELÈCTRIC
ALTAVEU

ELS TRANSDUCTORS: La captació de la imatge: el vidicó i les CCD
.Els sistemes de captació d’imatges són transductors lumínics  elèctrics,
un dispositiu que transforma la llum de l’entorn en senyals elèctrics.
Els sistemes analògics captació d’imatges estan formats per un tub de
captació d'imatges o vidicó, el qual divideix la imatge en 625 línies i les
explora de dalt a baix a una velocitat de 25 vegades per segon.
El vidicó capta la imatge del exterior amb una lent i l’enfoca cap a una placa anomenada
anticàtode. A l’altre costat del anticàtode un canó d’electrons (càtode) envia electrons a
la placa, deixant un rastre elèctric quan troba un punt de llum. Aquest rastre és
explorat i convertit en un senyal elèctric. Quan la imatge que es vol capturar és en color
el que tenim son tres vidicons amb filtres de colors, de forma que només capten un dels
colors bàsics.

LA CAPTACIÓ DE LA IMATGE: EL VIDICÓ I LES CCD
. Avui en dia el vidicó és moltes vegades substituït per sensors digitals
anomenats CCD (charge coupled device o dispositiu de transferència de
carrega).
EL sensor té milions de petits puntets microscòpics sensibles a la llum
anomenats píxels. Cada píxel capta una porció de la imatge. Com major és el
número de píxels del sensor major és la resolució (el detall) de la imatge que
es pot prendre. Un píxel es comporta com una petita cèl·lula solar: quan rep
llum, la seva tensió elèctrica augmenta en major quantia com major és la
quantitat de llum que li arriba. D’aquesta manera la informació de la imatge
es transforma en un senyal elèctric.

LA CAPTACIÓ DE LA IMATGE: EL VIDICÓ I LES CCD
.
El sensor d’imatge només capta la intensitat de la llum, però no el seu color
per això cal descompondre el color de cada píxel en col·locant filtres de color
vermell, verd o blau de forma alternativa al davant de cada sensor.
D’aquesta forma podem deduir el color d’un píxel estudiant el senyal dels vuit
sensors que l’envolten.
Això es diu interpolació.

ELS TRANSDUCTORS: Reproducció imatge. PANTALLES CRT
.
Les pantalles CRT (tub de raigs catòdics) contenen per darrere la pantalla un
tub revestit amb 625 línies de punts de fòsfor en seriés de tres per reproduir
els tres colors bàsics: vermell, blau i verd.
3 canons d’electrons situats al interior del tub i darrere la pantalla
bombardegen, de dalt a baix i d’esquerra a dreta, en ziga-zaga, els punts de
fòsfor a la velocitat d’exploració de 50 vegades per segon. Aleshores, quan els
electrons xoquen sobre els punts de fòsfor s’il·luminen, amb la qual cosa es pot
veure la imatge per la part externa del vidre.
1: Tres canons d’electrons.
2: Fas d’electrons.
3: Màscara per separar els raigs vermells, blaus i verds
de la imatge visualitzada.
4: Capa fosforescent amb zones receptives per a cada
color.
5: Gran superfície plana sobre la cara interior de la
pantalla coberta de fòsfor.

49
PANTALLA CRT
http://www.agentsheets.com/Applets/how-does-tv-work/

.Les pantalles TFT (Thin Film Transistor) utilitzen el cristall líquid per
a controlar el pas d’una font de llum que hi ha per darrere.
L’estructura d’un panell TFT-LCD :
2 capes de cristall polaritzat que intercalen una capa del cristall líquid (LC).
Cristall darrere, té incrustats uns transistors i te al darrera del panell una
font de llum.
Cristall davanter, recobert per una retícula de filtres dels 3 colors bàsics.
Quan s’aplica un corrent elèctric a un dels transistors del TFT, les molècules del
cristall líquid giren de forma que permeten que la llum passi a través seu per a
formar un píxel.
La combinació d’aquests píxels del tres colors bàsics forma la imatge a tot
color.
PANTALLES TFT-LCD

La llum és una ona que vibra en totes
direccions, al passar per un filtre
polaritzador només deixem passar
les que vibren en un pla determinat.
Si posem un altre filtre polaritzador
perpendicular a aquest pla la llum no
el podrà travessar.
1. llum al darrere del panell posterior
2. cristalls polaritzadors
(un al davant i altre al darrere)
3. substrat de suport
4. Elèctrodes
5. aïllant del cristall líquid travessat per la
llum
8. filtres dels tres colors bàsics
PANTALLES TFT/LCD
Animació

Les pantalles de plasma estan formades
per dos superfícies planes entre les quals
hi ha milions de bombolles que emeten
llum.
La imatge es forma en cel·les diminutes
cobertes per una banda d’una capa del
fòsfor acolorit i plenes de gas ionitzat que
en rebre corrent elèctric passa a l’estat
de plasma, com en els tubs fluorescents.
La combinació de cel·les dels tres colors
bàsics permeten crear qualsevol color.1. substrat de suport
2. elèctrodes
3. plasma incandescent
4. límit de la cel·la (píxel)
5. cristall protector davanter
llum sortint
PANTALLES TFT/LCD

PANTALLES TFT/LCD
Les pantalles TFT-LCD tenen una bona qualitat/preu en mides més petites de
40”/42”, gasten menys energia que les CRT i avui en dia permeten resolucions de
fins 1920x1080 pixels (norma 1080p Full HD). El seu inconvenient més gran és un
angle de visionat relativament reduït.
Les pantalles de plasma són pantalles pensades per grans formats de 42” a 65”,
on la mida de la bombolla de plasma és capaç de emetre suficient llum per veure’s
a una certa distancia. El seu angle de visió és més ample que les LCD.

CÀMERA
TRANSDUCTORS
ELÈCTRIC  LUMINIC
OBJECTE – LLUM
CABLE ELECTRIC
LLUM - VISTA
LUMINIC  ELÈCTRIC
PANTALLA
ELS TRANSDUCTORS : Reproducció imatge: pantalles CRT/TFT/LCD

ELS TRANSDUCTORS
La captació del so: el micròfon
La captació de la imatge: el vidicó i les CCD
La reproducció del so: els altaveus
La reproducció de la imatge: pantalles

ONES ELECTROMAGNÈTIQUES I RADIODIFUSIÓ
Per comunicar sense cables tenim ones de ràdio fàcils de generar i
detectar. La seva aplicació més estesa la radio i la televisió .
Les fonts de radiació electromagnètica poden ser
naturals (sol, terra, radioactivitat,...)
artificial (màquines, radar, radio...

1G: la d'aquells primers telèfons mòbils que només permetien parlar.
2G: va introduir els SMS.
3G: Connexió a Internet
4G: Banda ampla (reproducció de vídeos en streaming o realitat augmentada).
5G: Navegació a 10 Gb/s. La fibra òptica x 10. Internet de les coses
Història de les generacions de xarxes“G”

Cables (coaxial, fibra...), tensió, flux de bits, connexió1 FÍSICA
2 DADES Detecció d’errors, creació de paquets
Tria de ruta (router)i adreça lògica IP
3 XARXA
4 TRANSPORT U D P Tria protocol TCP o UDP (amb i sense connexió)
5 SESSIÓ
Interpreta l’app i codifica.7 APLICACIÓ
6 PRESENTACIÓ Classifica protocols: correu, FTP Ex. SMTP (envia
correu) POP3 (reb correu)
A vegades són prescindibles. Reprenen en cas d’interrupció.
Capes del MODEL OSI

ELS MICROCONTROLADORS
És un petit ordinador que controla equips electrònics, que inclou una CPU i una memòria

UT3 Les comunicacions. ESO3

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to UT3 Les comunicacions. ESO3

Similar to UT3 Les comunicacions. ESO3 (20)

More from lluís nater

More from lluís nater (20)

UT3 Les comunicacions. ESO3

Editor's Notes