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Tipos de sealesDocente: Ambar Contreras Steenbecker
La transmisin de informacinLa informacin se puede transmitir por cables al variar alguna propiedad fsica, como el voltaje o la corriente. q El valor del voltaje o corriente se puede representar como una funcin simple del tiempo f(t), en forma de seales. q Esto nos permite modelar el comportamiento de la seal y analizarla de manera matemtica.q
Qu es una seal?Una seal puede ser expresada como una funcin dependiente de dos factores. q Estos factores son:qs el
tiempo: s(t) s la frecuencia: S(f)
Conceptos bsicos de sealesq
Las 3 caractersticas ms importantes de una seal peridica sons Amplitud s Frecuencia s Fase
La amplitudEs el valor instantaneo de una seal en cualquier momento q En transmisin de datos, la amplitud est medida en voltsq
La frecuenciaEs el inverso del perido (1/T) q Representa el nmero de repeticiones de un periodo por segundo. q Expresado en ciclos por segundo, o hertz (Hz).q
Amplitud, periodo y frecuenciaA t T 1/f1
A
T : periodo A : Amplitud f1 : frecuencia t
T 1/f
1
La faseq
Es una medida de la posicin relativa en el tiempo del periodo de una seal.
t /2
Seales continuas vs discretasq
Una seal s(t) es continua si esta compuesta de un nmero infinito de valores. En terminos matemticos: lim s (t ) = s (a )
ta para toda a q Una seal es discreta si est compuesta de un nmero finito de valores.
Seales continuas vs discretas
Seal Contnua
Seal Discreta
Qu es el espectro y ancho de banda?Nos afecta en algn modo?? Que tipo de tecnologa presenta estos parametros??
Espectro y ancho de bandaEl espectro de una seal es el rango de frecuencias que sta contiene. q El ancho de banda absoluto de una seal est dado por el tamao del espectro.q
Transmitiendo sealesq
Es necesario procesar de alguna forma la seal de datos antes de enviarla por los medios de transmisin.s
una seal con dos niveles de tensin altos no resulta eficiente ya que se necesita una gran cantidad de energa para transmitirla
q
Puede ser ventajoso transmitir informacin contenida en una seal a travs de otra seal que no ocupe mucha energa
Seales portadorasq
q
q
Normalmente se usa una seal periodica denomida portadora Esta seal se encarga de transportar la informacin a transmitir La informacin se consigue modificando algn parmetro propio de la portadora como:s s s
la amplitud de la seal la frecuencia de la seal la fase de la seal
La modulacinEl proceso de alteracin de la seal portadora se conoce como modulacin q La seal que representa la informacin y que modificar parmetros portadora se denomina seal moduladora q La seal resultante se denomina seal moduladaq
Modulacin en amplitudq
Modificacin de la amplitud de una seal portadora de acuerdo a la seal fuente de informacin La frecuencia de la portadora es mucho mayor que la de la seal moduladora
q
Ejemplo modulacin amplitud0 1 1 1 1 0
Seal Digital Portadora Seal Modulada en Amplitud
Modulacin por frecuenciaq
Modificacin de la frecuencia de la seal portadora en funcin a la seal moduladora La frecuencia de la portadora es mucho mayor que la de la seal moduladora para distinguir cambios en el ciclo de dicha portadora
q
Ejemplo modulacin frecuencia0 1 1 1 0 1
Seal Digital Portadora Seal Modulada en Frecuencia
Modulacin por faseModificacin de la fase de la seal portadora en funcin a la seal moduladora q Mayor nmero de cruces por ceroq q
Tanto la modulacin en frecuencia como la modulacin en fase pertenecen al grupo de modulacin de ngulo
Ejemplo modulacin por fase0 1 1 1 0 1
Seal Digital Portadora Seal Modulada en Fase
Seales analgicas y digitalesUna seal analgica es una onda electromagntica propagada a travs de diferentes medios, dependiendo de su espectro. q Una seal digital es una secuencia de pulsos de voltaje transmitido a travs de un medio guiado.q
Datos analgicos y digitalesDatos analgicos: Toman valores continuos en un intervalo dado. q Ejemplo: voz y video. q Datos digitales: Toman valores discretos. q Ejemplo: cdigo ASCII.q
Transmitiendo con seales analgicasSeales analgicas Representan datos con ondas electromagnticas que varan constantemente Seal Analgica Transmisin Analgica
Datos analgicos Voz Telfono (Ondas de Sonido) Datos digitales Pulsos de Voltaje Binario Mdem Seal Anlogica (Frecuencia Portadora) Transmisin Analgica Transmisin Digital
Transmitiendo con seales digitalesSeales digitales Datos analgicos Seales Analgicas (voz) Datos digitales Datos Digitales CODEC Seal Digital Transmisin Digital Transmisor digital Seal Digital Representan datos con secuencia de pulsos de voltaje
Transmisin Analgicaq
Se transmiten seales analgicas sin importar su contenido. Las seales analgicas transmitidas pueden representar:datos analgicos (e.g., voz). s datos digitales (e.g., datos binarios que pasan por un mdem).s
q
Transmisin AnalgicaDespus de cierta distancia, la seal analgica pierde potencia (atenuacin). q Es necesario el uso de amplificadores. q Desventaja: amplifican tambin el ruido. q Lo anterior representa mayor problema en el caso de datos analgicos, y no en el caso de datos digitales.q
Transmisin DigitalEn este tipo de transmisin el contenido de la seal es de vital importancia. q Al transmitir una seal digital, el problema de atenuacin es resuelto con repetidores. q Un repetidor recupera el patrn de 1s y 0s y retransmite una nueva seal digital.q
Transmisin Digitalq
La misma tcnica es usada para transmitir digitalmente una seal analgica. Se asume que codifica datos digitales (muestrea). El sistema de transmisin cuenta con repetidores en lugar de amplificadores.
q
q
Problemas transmisinq
Atenuacins
la potencia de la seal se debilita con la distancia al viajar a travs de cualquier medio de transmisin algunas componentes de frecuencia de una seal llegan al receptor en tiempos diferentes. es una seal no deseada que acompaa la transmisin de una seal.
q
Distorsin por retrasos
q
Ruidos
Tiempo transmisinq
El tiempo T requerido para transmitir un carcter depende de:s mtodo
de codificacin s la velocidad de sealizacinq
Vel. sealizacin: la cantidad de veces por segundo que la seal cambia su valor (por ejemplo su voltaje)
El concepto de baudq
q
q
La cantidad de cambios por segundo se mide en bauds Unidad de velocidad de sealizacin igual a la cantidad de elementos discretos de seal transmitidos por segundo. Baud es sinnimo de bits por segundo (bps) si cada elemento de seal representa exactamente un bit.
Los bauds ...q
Una lnea de b bauds no necesariamente transmite b bits/segs s s
cada seal podra transportar varios bits si se usan los voltajes 0,1,2 7 el valor de cada seal podra servir para transportar tres bits en ese caso la velocidad en bits/seg sera tres veces la velocidad en bauds
Los kbpskbps = kilo bauds por segundo q kbps = kilobits per second (no vlido) q medida de velocidad de transferencia de datos q 1 kbps = 1,000 bauds por segundo q tecnicamente kbps se debe escribir con una k minscula para indicar que es decimal, pero casi todo mundo la escribe con una K maysculaq
Ancho de banda (en funcin de bits)El ancho de banda es el nmero de bits transmitidos por segundo q Relacin de velocidad para la transmisin de datos medidos en kbps y representa la capacidad del canal de comunicacin para transportar datos q Rango de frecuencias que es capaz de transmitir de forma adecuadaq
La multiplexinq
Cuesta prcticamente lo mismo instalar y mantener un canal de alto ancho de banda que uno de bajo ancho de banda entre dos oficinas de conmutacins gasto
principal: excavacin zanjas
q
Se han desarrollado esquemas para multiplexar muchas conversaciones en un solo canal fsico
Tipos multiplexinq
TDM: Time Division Multiplexings s
los usuarios esperan su turno (por asignacin cclica) cada uno obtiene de forma periodica la banda entera durante un breve tiempo el espectro de frecuencia se divide entre los canales lgicos cada usuario tiene una posesin exclusiva de alguna banda de frecuencia
q
FDM: Frecuency Division Multiplexings s
Caractersticas FDMTodava se usa en cables de cobre o canales de microondas q Requiere circuitos analgicos q No es fcil que lo efectue una computadora q Posible utilizarla en fibra ptica (multiplexin por longitud en divisin de onda, WDM)q
Caractersticas TDMSe puede controlar por completo con electrnica digital q Tcnica apicable solo a datos digitalesqs se
requiere una conversin de analogico a digital en la oficina final
q
Las seales analgicas se digitalizan con un dispositivo llamado codecs producen
nmeros de 7 a 8 bits s el codec toma 8000 muestras por segundo
Muestreoq
q
Consiste en capturar informacin de una seal contigua en periodos de muy corta duracin a intervalos de tiempo regulares Seal muestrada: seal formada por una serie de muestras o pulsos igualmente espaciados y que representan la seal original de informacin en el instante de muestreo
Teorema del muestreoq q
q
Qu tan seguido hay que tomar muestras? Cantidad mnima de muestras que se necesitan para representar con toda exactitud la seal original Velocidad de muestreo: cantidad de muestras por segundos s s
p.e. canal telefono: rango frecuencias 300 y 400 hz espectro conversacin: 0-4Khz frecuencia de muestreo: 6800 muestras/seg