Transcript Diapositiva 1 - Sistemas de Comunicaciones Electrónicas y sus
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA “ANTONIO JOSÉ DE SUCRE” VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ Departamento de Ingeniería ElectrónicA
Introducción a la transmisión digital y conceptos básicos
PROF. HENRY ROMERO
Realizado por:
* Br. Balán, Germadys C.I.:20.125.755
* Br. Salazar, Joittza C.I.:20.036.616
El Mundo Digital y el Mundo Analógico, características resaltantes.
Información en formato digital.
Representación binaria de señales. Técnicas de modulación digital.
Velocidad de transmisión. Baudio. Rata de Baudio. Rata de bits. Ancho de banda de una señal digital.
Ancho de banda de un canal.
Relación señal/Ruido.
Multiplexación digital. Capacidad del canal de transmisión.
Perturbaciones en la transmisión. Cociente energía a ruido. Codificación de línea. Longitud de onda.
Una información analógica se representa mediante infinitos valores, mientras que la información digital sólo puede tomar dos valores. Pero, ¿el mundo es analógico o digital?
Básicamente , analógico.
¿Por qué hablar de información digital en un mundo analógico?
Por las ventajas de la información digitalizada: * Calidad y fidelidad * flexibilidad * Independencia de la fuente de información * Procesado * Almacenamiento
Formato digital son:
•Todos los archivos, carpetas o
documentos que se han generado bajo tecnología computacional, compuestos por combinación de 1 y 0.
•Cualquier cosa que esté dentro
del computador (en lo virtual) es en “Formato Digital”.
VENTAJAS DEL FORMATO DIGITAL
•Ocupa un espacio ínfimamente
reducido, si lo comparamos con cualquiera de sus similares en formato Análogo en el mundo real.
•Son mucho más económicos. •Al generar archivos digitales
cuidamos el medio ambiente, etc.
Consiste en representar la información mediante dos únicos valores que generalmente se asimilan al cero y al uno.
La modulación extremidad.
es una técnica empleada para modificar una señal con la finalidad de posibilitar el transporte de informaciones a través de un canal de comunicación y recuperar la señal en su forma original en la otra
Las técnicas de modulación digital se caracterizan porque la portadora es una señal analógica y la modulante es una señal digital.
Se clasifican en: * Técnicas de Modulación UNI-BIT: se considera un solo bit para modular la portadora. * Técnicas de Modulación MULTI BIT: se emplea un arreglo de más de un bit para modular la portadora
Técnicas de modulación UNI-BIT ASK
FSK
PSK
Técnicas de modulación MULTI-BIT nQAM Transporta datos mediante la modulación de la señal portadora de información tanto en amplitud como en fase.
Esto se consigue modulando una misma portadora, desfasando 90º la fase y la amplitud.
nPSK Es una forma de modulación angular que consiste en hacer variar la fase de la portadora entre un número de valores discretos.
n, es el numero de estados de la señal moduladora codificada en banda base multinivel.
Baudio Es una unidad de medida que representa la cantidad de veces que cambia el estado de una señal en un periodo de tiempo.
No se debe confundir la velocidad en baudios con la velocidad en bits por segundo.
Tasa De Baudio Es el número máximo de cambios de estados que pueden haber en la señal portadora por segundo.
Tasa De Bits El número de bits que se transmiten por unidad de tiempo a través de un sistema de transmisión digital o entre dos dispositivos digitales. Así pues, es la velocidad de transferencia de datos.
Es la relación entre la información transmitida a través de una red de comunicaciones y el tiempo empleado para ello La unidad para medir la velocidad de transmisión es el bit por segundo (bps)
Si se tienen símbolos de 2 bits c/u, y deseamos determinar la velocidad de transmisión de un módem de 2400 baudios/s.
se hace lo siguiente: 2400 baudios/s. * 2 bits = 4800 bps Algunos valores de velocidad de transmisión standard son 2400, 4800, 9600, 19200 bps.
El ancho de banda es la cantidad de información o de datos que se puede enviar a través de una conexión de red en un período dado. El ancho de banda se indica generalmente en bits por segundo (bps), kilobits por segundo (Kbps), o megabits por segundo (Mbps).
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Cuanto mayor es la frecuencia de la señal, mayor es la velocidad de transmisión puesto que cada bit tiene un menor tiempo de duración y ello hace que sea posible enviar mayor cantidad de bits en el mismo tiempo.
El ancho de banda es la gama de frecuencias que dicho canal permite que pasen a través de él sin ser distorsionadas.
Se puede determinar como: B = f mayor - f menor
f menor B f mayor
Se denomina ruido a toda señal no deseada que se mezcla con la señal útil que queremos transmitir Una de las formas más usuales de medir los niveles de ruido, es comparándolos con los niveles de la señal.
La relación señal/ruido define como el margen que hay entre la potencia de la señal que se transmite y la potencia del ruido que la corrompe
E b =S·T b =S/R
E
T
b
b : energía de señal por bit S: potencia señal : tiempo de un bit, R bits/s.
La magnitud del ruido generado, se puede expresar mediante la denominada figura de ruido (F), que es el resultado de dividir la relación señal/ruido en la entrada por la relación señal/ruido en la salida.
El multiplexor se utiliza como dispositivo que puede recibir varias entradas y transmitirlas por un medio de transmisión compartido. Para ello lo que hace es dividir el medio de transmisión en múltiples canales, para que varios nodos puedan comunicarse al mismo tiempo.
Multiplexión Por División De Tiempo.
Es un medio de transmitir dos o más canales de información en el mismo circuito de comunicación utilizando técnica de tiempo compartido.
la
Multiplexión Por División De Tiempo.
Multiplexión Por División De Tiempo.
Mientras más estrechas sucesivas de una misma señal.
sean las muestras de las señales y mayor su distanciamiento una de otra, mayor número de muestras de señales se pueden incorporar entre dos muestras
Multiplexación Por División De Frecuencia.
Se convierte cada fuente de varias que originalmente ocupaban el mismo espectro de frecuencias, a una banda distinta de frecuencias, y se transmite en forma simultánea por un solo medio de transmisión. Así se pueden transmitir muchos canales de banda relativamente angosta por un solo sistema de transmisión de banda ancha.
Multiplexación Por División De Código.
Emplea una tecnología de espectro expandido y un esquema especial de codificación, por el que a cada transmisor se le asigna un código único, escogido de forma que sea ortogonal respecto al del resto.
Multiplexación Por División De Código.
El receptor capta las señales emitidas por todos los transmisores al mismo tiempo, pero gracias al esquema de codificación puede seleccionar la señal de interés si conoce el código empleado.
Acceso Multiple por división de código (CDMA síncrono) El CDMA síncrono explota las propiedades matemáticas de ortogonalidad entre vectores cuyas coordenadas representan los datos a transmitir.
Acceso Multiple por división de código (CDMA síncrono) Aunque el receptor capte combinaciones lineales de diferentes vectores, si conoce el código de transmisión del usuario de interés siempre podrá aislar sus datos de los del resto de usuarios, simplemente mediante el producto escalar de la señal recibida con el código del usuario.
CDMA asíncrono En los sistemas CDMA asíncronos se emplean secuencias únicas "pseudo-aleatorias" o de "pseudo ruido“ (PN). Un código PN es una secuencia binaria que parece aleatoria, pero que puede reproducirse de forma determinística si el receptor lo necesita.
Multiplexación por división de longitud de onda Este término se refiere a una portadora óptica, mientras que la multiplexación por división de frecuencia generalmente se emplea para referirse a una portadora de radiofrecuencia. Sin embargo, puesto que la longitud de onda y la frecuencia son inversamente proporcionales, y la radiofrecuencia y la luz son ambas formas de radiación electromagnética, la distinción resulta un tanto arbitraria.
Multiplexación por división de longitud de onda Todas estás técnicas de multiplexación están sujetas a los estándares de los sistemas de transmisión digital.
PDH Tecnología que permite enviar varios canales telefónicos sobre un mismo medio (sea cable coaxial, radio o microonda) usando técnicas y equipos digitales de transmisión.
de multiplexación por divisor de tiempo También puede enviarse sobre fibra óptica aunque no esta diseñado para ello y se suele usar en este caso SDH
SDH Jerarquía PDH jerárquico digital se síncrona, su principal objetivo es ayudar en el proceso de adaptación del sistema ya que el nuevo sistema implantaría paulatinamente y debía convivir con la jerarquía plesiócrona instalada. La trama básica de SDH trabaja con una velocidad de 155 Mbps.
Se llama capacidad de un canal a la velocidad, expresada en bps, a la que se pueden transmitir los datos en un canal o ruta de comunicación.
Lo deseable es conseguir la mayor velocidad posible dado un ancho de banda limitado, no superando la tasa de errores permitida .
El mayor inconveniente para conseguir esto es el RUIDO.
Nyquist supuso en su teorema un canal exento de ruido ( ideal) Por lo tanto la limitación de la velocidad de transmisión permitida en el canal, es la impuesta exclusivamente por el ancho de banda del canal.
El teorema de Nyquist establece que: C=2B log M Donde : M= Niveles de la señal B= Ancho de banda
Shannon - Hartley El teorema de Shannon establece que: C = B log 2 (1+S/N) Donde: C=capacidad teórica máxima en bps B=ancho de banda del canal Hz.
S/N=relacion de señal a ruido, S y N dados en watts.
Durante la comunicación se pueden producir diferentes alteraciones Atenuación La energía de una señal decae con la distancia, por lo que hay que asegurarse que llegue con la suficiente energía como para ser captada por la circuitería del receptor
Distorsión de retardo Debido a que en medios guiados, la velocidad de propagación de una señal varía con la frecuencia, hay frecuencias que llegan antes que otras dentro de la misma señal y por tanto al receptor.
las diferentes componentes en frecuencia de la señal llegan en instantes diferentes
Ruido El ruido es toda aquella señal que se inserta entre el emisor y el receptor de una señal dada. Hay diferentes tipos de ruido: ruido térmico debido a la agitación térmica de electrones dentro del conductor, ruido de intermodulación cuando distintas frecuencias comparten el mismo medio de transmisión
Eco Consiste aparición de una señal no deseada de las en mismas características pero atenuada y retrasada en la el tiempo respecto a esta.
Es una cuando medida se de comparan señal normalizada, y también se conoce como SNR por bit. Es especialmente útil los esquemas de modulación digital, sin tener en cuenta el ancho de banda. Esta relación es igual a la SNR dividida por la eficiencia espectral del enlace.
a ruido distintos
Eb/No = (C/N)*(B/Fb)
C/N es la relación señal a ruido.
Fb es la frecuencia de bits. La misma ecuación anterior se puede expresar como:
Recordando que el sonido, es cualquier fenómeno q ue involucre la propagación en forma de ondas elásticas (sean audibles o no), generalmente a través de un fluido que esté generando el movimiento vibratorio de un cuerpo.
La distancia existente entre dos crestas o valles consecutivos es lo que se llama longitud de onda.
La longitud de las ondas de sonido, en el rango que los seres humanos pueden escuchar, oscilan entre menos de 2 cm, hasta aproximadamente 17 metros.
Las ondas de radiación electromagnética que forman la luz visible tienen longitudes de onda entre 400 y 700 nanómetros (luz morada) y 700 (luz roja).