PERTURBACIONES DE LA TRANSMISIÓN

PERTURBACIONES DE LA TRANSMISIÓNPERTURBACIONES DE LA TRANSMISIÓN

LAS MÁS SIGNIFICATIVAS SON:LAS MÁS SIGNIFICATIVAS SON:

ATENUACIÓN Y DISTORSIÓN DE ATENUACIÓN Y DISTORSIÓN DE ATENUACIÓNATENUACIÓN

DISTORSIÓN DE RETARDODISTORSIÓN DE RETARDO

EL RUIDOEL RUIDO

Carlos Canto Q.San Luis Potosí

ATENUACIÓN:ATENUACIÓN:

Reducción de la energía de la señal conforme Reducción de la energía de la señal conforme se propaga en el medio de transmisiónse propaga en el medio de transmisión

PERTURBACIONES DE LA TRANSMISIÓN


L

Atenuación = Po/Pi

PiPo

ATENUACIÓNATENUACIÓN


ATENUACIÓNATENUACIÓN La energía de la señal decae con la distancia en cualquier medio de comunicación

En medios guiados esta reducción de la energía es por lo general logarítmica, por lo tanto , se expresa típicamente como un número constante en decibeles por unidad de longitud (db/Km).

Distancia (km)

Energía de la señal

Curva de atenuación con la distancia en un medio guiado


ATENUACIÓNATENUACIÓN La atenuación y la amplificación, también llamada La atenuación y la amplificación, también llamada

Ganancia, se miden en decibeles (dB).Ganancia, se miden en decibeles (dB).

Si denotamos P1 como la potencia de la señal Si denotamos P1 como la potencia de la señal transmitida y con P2 la potencia de la señal recibida, transmitida y con P2 la potencia de la señal recibida, entoncesentonces

Atenuación = 10 log( )dBAtenuación = 10 log( )dB


P2P1

TransmisorTransmisorReceptorReceptor

P1 P2

Como la potencia P2 es menor que P1 la atenuación nos produce un número negativo en dB’s.


Algunas consideraciones respecto a la Algunas consideraciones respecto a la atenuación:atenuación:

La señal recibida debe tener la La señal recibida debe tener la suficiente energía para que sea suficiente energía para que sea interpretada adecuadamente por el interpretada adecuadamente por el receptor.receptor.

Para que se interprete sin error la señal Para que se interprete sin error la señal debe ser superior al ruido.debe ser superior al ruido.

La atenuación es una función creciente La atenuación es una función creciente de la frecuencia. de la frecuencia.


La Atenuación se debe a las siguientes causas:La Atenuación se debe a las siguientes causas:

Características eléctricas del cable

Materiales y construcción.

Pérdidas de inserción debido a terminaciones e imperfecciones

Reflejos por cambios en la impedancia

Frecuencia (las pérdidas son mayores a mayor frecuencia)

Temperatura ( incrementa un 0.4% por cada grado de incremento para Cat 5)

Longitud del enlace

Conducto Metálico ( 3% de incremento )

Humedad

Envejecimiento


El deciBell (dB)El deciBell (dB)

1 deciBell = 10 log ( )1 deciBell = 10 log ( )

Donde:Donde: Pi= potencia de entrada en wattsPi= potencia de entrada en watts Y Po= potencia de salida en wattsY Po= potencia de salida en watts

Otras unidades frecuentemente usadasOtras unidades frecuentemente usadas 1dBmv=20 log(Vo/1mv)1dBmv=20 log(Vo/1mv)

1dBm=10 log(Po/1mw)1dBm=10 log(Po/1mw)

1dBW=10 log (Po/1watt)1dBW=10 log (Po/1watt)


PoPi

Pi (watts)Po ( watts)

El deciBell (dB)El deciBell (dB) Se usa el dBW (deciBell Watt) cuando se toma Se usa el dBW (deciBell Watt) cuando se toma

como referencia 1 wattcomo referencia 1 watt

dBW=10 log (potencia/1 Watt)dBW=10 log (potencia/1 Watt)

se utiliza en aplicaciones de microondasse utiliza en aplicaciones de microondas

Una potencia de 1000 watts corresponde a 30 dBWUna potencia de 1000 watts corresponde a 30 dBW

Una potencia de 1mW corresponde a – 30 dBWUna potencia de 1mW corresponde a – 30 dBW

En sistemas de TV y LAN´s de banda ancha se usa En sistemas de TV y LAN´s de banda ancha se usa el dBmV con un impedancia de75 ohmsel dBmV con un impedancia de75 ohms




RelaciónRelación dBdB Cálculo rápidoCálculo rápido

11 00 1=10**01=10**0

1.251.25 11 1.25=5/4=7- 6 dB1.25=5/4=7- 6 dB

22 33 (5/4)**3=125/64(5/4)**3=125/64

44 66 2*2=3+3dB2*2=3+3dB

55 77 10/2=10-3 dB10/2=10-3 dB

88 992*2*2= 3+3+3 2*2*2= 3+3+3 dBdB

1010 1010 10**110**1

100100 2020 10**210**2

10001000 3030 10**310**3

1000010000 4040 10**410**4



G = 13dBG = 13dBPi = 4 mW Po = ?

G=10 log(Po/4mW) = 13 dB

log (Po/4mW) = 1.3

P2/4mW= 10**1.3

P2= 4mW* 10**1.3=79.8 mW

P2=79.8mW



La Atenuación es una expresión logarítmica de la relación entre La Atenuación es una expresión logarítmica de la relación entre Pi y Po, y una relación de 1/1 resulta en 0 dB. Pi y Po, y una relación de 1/1 resulta en 0 dB.

Si la señal recibida es la mitad de la señal enviada la atenuación Si la señal recibida es la mitad de la señal enviada la atenuación es de –6 dB.es de –6 dB.

En el caso de ser una cuarta parte la atenuación es –12 dB, etc. En el caso de ser una cuarta parte la atenuación es –12 dB, etc.

Por ejemplo si la señal recibida es sólo 1/10 de la señal original, Por ejemplo si la señal recibida es sólo 1/10 de la señal original, la perdida es de – 20 dB. la perdida es de – 20 dB.

Este significa que si la señal enviada es de 1 V, la recibida será Este significa que si la señal enviada es de 1 V, la recibida será de 0,1 V.de 0,1 V.

Los decibeles son usados comúnmente porque: La potencia de la señal muy a menudo decae

logarítmicamente.

Pérdidas y ganancias en cascada pueden ser calculadas con simple s adiciones y sustracciones.



Ejemplo 1 Ejemplo 1

Imagínese una señal viajando a través de un medio de transmisión y su potencia se reduce a la mitad . Esto significa que P2 = 1/2 P1. La atenuación ( pérdida de energía ) puede ser calculada como:SoluciónSolución

10 log10 log1010 (P2/P1) = 10 log (P2/P1) = 10 log1010 (0.5P1/P1) = 10 log(0.5P1/P1) = 10 log1010 (0.5) (0.5) = 10(–0.3) = –3 dB = 10(–0.3) = –3 dB



Ejemplo 2 Ejemplo 2

Imagine una señal que atravieza un amplificador y su potencia es aumentada diez veces. Esto significa que P2 = 10 *P1. En este caso, la amplificación (ganancia de potencia) puede ser calcualda como:

10 log10 log1010 (P2/P1) = 10 log (P2/P1) = 10 log1010 (10P1/P1) (10P1/P1)

= 10 log= 10 log1010 (10) = 10 (1) = 10 dB (10) = 10 (1) = 10 dB



dB = –3 + 7 – 3 = +1

En la figura una señal viaja a lo largo de una distancia del punto 1 al punto 4. La señal es atenuada en lo que alcanca el punto 2. Entre el punto 2 y 3, la señal es amplificada. De nuevo, entre el punto 3 y 4, la señal es atenuada . Podemos encontrar los decibeles resultantes para la señal solo con sumar los decibeles medidos entre cada conjunto de puntos

Ejemplo 3Ejemplo 3




Un canal de transmisión entre 2 DTE´s consta de 3 secciones. La Un canal de transmisión entre 2 DTE´s consta de 3 secciones. La primera introduce una atenuación de 16 dB, la segunda una primera introduce una atenuación de 16 dB, la segunda una amplificación de 20 dB y la tercera una atenuación de 10 dB.amplificación de 20 dB y la tercera una atenuación de 10 dB.

Si suponemos un nivel medio de potencia transmitida de 400 mW, Si suponemos un nivel medio de potencia transmitida de 400 mW, calcule el nivel de potencia de salida medio del canal.calcule el nivel de potencia de salida medio del canal.


DTE -16 dB -10 dB DTE

400 mW ¿Qué potencia llega?

20 dB

repetidor

Ejemplo 4Ejemplo 4

DISTORSIÓN DE ATENUACIÓNDISTORSIÓN DE ATENUACIÓN

La atenuación de la señal aumenta con la La atenuación de la señal aumenta con la frecuencia y como una señal esta compuesta frecuencia y como una señal esta compuesta de una gama de frecuencias , ésto produce una de una gama de frecuencias , ésto produce una distorsión en la señal. distorsión en la señal.

Para resolver ésto se diseñan los Para resolver ésto se diseñan los amplificadores de modo que amplifiquen las amplificadores de modo que amplifiquen las distintas frecuencias que componen la señal distintas frecuencias que componen la señal en grados diferentes .en grados diferentes .

También se pueden usar También se pueden usar EQUALIZADORESEQUALIZADORES para para igualar la atenuación dentro de una banda de igualar la atenuación dentro de una banda de frecuencias definidas.frecuencias definidas.


Distorsión de atenuaciónDistorsión de atenuación


Distorsión de Retardo

Debido a la velocidad de propagación, que varía con la frecuencia, las varias componentes de frecuencias de una señal llegan al receptor en diferentes tiempos.

En particular es crítico para datos digitales, porque las componentes de la señal de las posiciones Critical in particular for digital data, because signal components of bit positions spill into other bit positions, and so limiting the allowed rate of transmission.


Comunicación de DatosComunicación de Datos

Ruido es:Ruido es: Ruido es:Ruido es:Una señal indeseable que se insertan en algún Una señal indeseable que se insertan en algún

punto entre el emisor y receptor y que tiene punto entre el emisor y receptor y que tiene un efecto directo en las prestaciones de un un efecto directo en las prestaciones de un sistema de comunicación.sistema de comunicación.

TransmisorReceptor

Medio de comunicaciónMedio de comunicación

Ruido


El RUIDOEl RUIDO



El RUIDOEl RUIDO

És la relación entre la potencia media de És la relación entre la potencia media de una señal “ S”, y la potencia del nivel de una señal “ S”, y la potencia del nivel de ruido “N” generalmente expresada en dB.ruido “N” generalmente expresada en dB.

SNR = 10 log (S/N) dBSNR = 10 log (S/N) dB

S

N

RAZÓN DE SEÑAL A RUIDO



Térmico o BlancoTérmico o Blanco

IntermodulaciónIntermodulación

Diafonía (Crosstalk)Diafonía (Crosstalk)

impulsivoimpulsivo

Tipos de Ruido

El RUIDOEl RUIDO



Se debe a la agitación Térmica Se debe a la agitación Térmica de los electrones asociados a de los electrones asociados a los átomos del material del los átomos del material del dispositivo o a la línea de dispositivo o a la línea de transmisión.transmisión.

El RUIDOEl RUIDO

RUIDO TÉRMICO



Frecuencia

A

El Ruido Blanco no se puede eliminar

También se le llama Ruido Blanco porque tiene componente de frecuencia aleatoria a todo lo ancho del espectro de frecuencias, cuya amplitud varía continuamente

El RUIDOEl RUIDO

RUIDO TÉRMICO



El RUIDOEl RUIDO

RUIDO TÉRMICO

La cantidad de ruido térmico en un ancho de La cantidad de ruido térmico en un ancho de banda de 1Hz en cualquier conductor es:banda de 1Hz en cualquier conductor es:

No=KT( W/Hz)No=KT( W/Hz)

Donde:Donde:No = densisdad de potencia del ruido, en watts /1HzNo = densisdad de potencia del ruido, en watts /1Hz

K = constante de Boltzman = 1.3803x10 J/K°K = constante de Boltzman = 1.3803x10 J/K°

T = temperatura absoluta en grados Kelvin T = temperatura absoluta en grados Kelvin

-23



El RUIDOEl RUIDO

RUIDO TÉRMICO

El ruido térmico presente en un ancho de banda “ B” es:El ruido térmico presente en un ancho de banda “ B” es:

N = KTBN = KTB

Expresado en dB sería:Expresado en dB sería:10 log N = 10 log K+ 10 log T +10 log B10 log N = 10 log K+ 10 log T +10 log B

Donde:Donde:10 log K = -228.6 dB10 log K = -228.6 dBT en °K=°C+273.15 T en °K=°C+273.15



El RUIDOEl RUIDO

RUIDO TÉRMICO

Ejemplo:Ejemplo:

¿Cuál sería el ruido térmico presente en un ¿Cuál sería el ruido térmico presente en un conductor, a temperatura ambiente de 17 °C ?conductor, a temperatura ambiente de 17 °C ?

T= 17°C + 273.15= 290.15 °KT= 17°C + 273.15= 290.15 °K

La densidad de potencia del ruido térmico No La densidad de potencia del ruido térmico No es :es :

No=KT= 1.383x10 J/°K x 290.15 °K=4X10 No=KT= 1.383x10 J/°K x 290.15 °K=4X10 W/Hz= -204 dBW/Hz= -204 dB

Se debe al acoplamiento eléctrico no deseado entre Se debe al acoplamiento eléctrico no deseado entre líneas adyacentes líneas adyacentes o cuando antenas de microondas o cuando antenas de microondas captan señales no deseadascaptan señales no deseadas

Es del mismo orden de magnitud que el ruido térmicoEs del mismo orden de magnitud que el ruido térmico

Se debe al acoplamiento eléctrico no deseado entre Se debe al acoplamiento eléctrico no deseado entre líneas adyacentes líneas adyacentes o cuando antenas de microondas o cuando antenas de microondas captan señales no deseadascaptan señales no deseadas

Es del mismo orden de magnitud que el ruido térmicoEs del mismo orden de magnitud que el ruido térmico



El RUIDOEl RUIDO

DIAFONÍA O CROSSTALKDIAFONÍA O CROSSTALK



El RUIDOEl RUIDO

DIAFONÍA O CROSSTALKDIAFONÍA O CROSSTALK

Autodiafonía, Diafonía de extremo cercano o Autodiafonía, Diafonía de extremo cercano o NEXT NEXT

TRANSMISOR

RECEPTOR

Potencia transmitida

Potencia recibida

Equipo de comunicación



El RUIDOEl RUIDO

Intermodulación:Intermodulación:

Esta clase de ruido aparece cuando el sistema de Esta clase de ruido aparece cuando el sistema de transmisión es no lineal, lo que provocará la aparición de transmisión es no lineal, lo que provocará la aparición de nuevas frecuencias.nuevas frecuencias.

Las nuevas frecuencias se suman o restan con las Las nuevas frecuencias se suman o restan con las

originales dando lugar a componentes de frecuencias que originales dando lugar a componentes de frecuencias que antes no existían y que distorsionan la verdadera señal. antes no existían y que distorsionan la verdadera señal.

Hasta ahora los tres tipos de ruido que habíamos visto eran predecibles y se podían modelar. Sin embargo este último tipo no es así, se trata de un rumor continúo formado por picos irregulares de una cierta duración que afectan notablemente a la señal.



El RUIDOEl RUIDO

Impulsivo:

En comunicaciones analógicas este ruido provoca chasquidos breves; en medios de transmisión digital este ruido transforma ráfagas de bits que pierden toda la información que transportaban.

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