10/12/2008

1

SISTEMAS DE TELECOMUNICACION TELEMATICA

TEMA 2

0. INTRODUCCIÓN.

� 0.1. Concepto de telecomunicación.

El término telecomunicación nació a principios

del siglo XX y en 1932 se definió como:

"toda comunicación telegráfica o telefónica de

signos, escritos, imágenes y sonidos de cualquier naturaleza: por hilo, radioelectricidad u otro

sistema o procedimiento de señalización eléctrica o visual (semáforos)"

0.2. Necesidad de la comunicación.� El hombre, necesita vivir con otros congéneres, la

comunicación le permite ampliar sus capacidades.

� Se adquiere información por los cinco sentidos y la

comparte con sus semejantes a través de gestos, gritos y

fundamentalmente por la palabra hablada.

� Esta necesidad no sólo se ciñe al ámbito inmediato, sino

que se demanda romper con los límites espacial y

temporal, deseando que la información pueda viajar en la

distancia y que permanezca en el tiempo.

� En la actualidad, se consideran sectores estratégicos los

relacionados con ella: transportes, prensa,

telecomunicaciones (teléfono, radio, televisión), etc.

10/12/2008

2

0.3. Evolución histórica de las comunicaciones.

� Los romanos hacían uso de torres escalonadas.

� Hans Christian Oersted (1777-1851) sento las

bases del electromagnetismo.

� James Clerk Maxwell propuso las leyes del

electromagnetismo en 1865.

� Alexander Graham Bell (1847-1922) se le adjudico la patente sobre el teléfono.

� En 1880 se instaló la primera línea telefónica entre Boston y Providence.

� En España la primera comunicación telefónica

tuvo lugar el 16 de diciembre de 1877, entre el Castillo de Montjuich y la Ciudadela de Barcelona.

� emisión radioeléctrica:

� 1865 Se funda la "Unión Telegráfica Internacional (UTI)"

� 1888 Hertz emitió y recibió ondas de radio.

� 1895 Marconi transmite señales de morse a unos 500 m., e introduce dos mejoras técnicas: la

antena y la toma de tierra. El ruso Popov está considerado como coinventor de la radio.

� 1896 Marconi patenta el primer sistema de radio,

con un alcance de 2,5 Km.

� 1901 El 12 de diciembre Marconi estableció la

primera comunicación radiotelegráfica

transatlántica (en 1909 recibió el Premio Nobel).

� 1907 Servicio regular radiotelegráfico.

� 1915 Primeras pruebas radiotelefónicas.

� 1928 Se establece el primer radioenlace telefónico

transoceánico entre Nueva York y Londres.

10/12/2008

3

� En la década de los 20 se crearon dentro de la UTI

el Comité Consultivo Internacional de Teléfonos (CCIF), el de Telégrafos (CCIT) y el de Radio

(CCIR).

� 1932 Se cambió el nombre de la Unión por "Unión Internacional de Telecomunicaciones" (UIT). En la

actualidad es una organización especializada de las Naciones Unidas.

� 1956 Se produjo la fusión del CCIF y el CCIT en el "Comité Consultivo Internacional Telefónico y

Telegráfico" (CCITT).

1. TEORÍA GENERAL.� 1.1. Teoría de la comunicación.

� La telecomunicación tiene por objeto la transmisión

de información entre dos puntos arbitrarios.

� "Teoría de la información" es la Teoría matemática

que trata la transmisión de la información y los

efectos del ancho de banda, distorsión y ruido".

� Estudia el proceso al que hay que someter las

señales antes y después de su transmisión, y la

capacidad de los modelos de canal para transmitir

información.

1.2. Sistemas de telecomunicación.� Se basa en el concepto de "canal de transmisión".

Un canal de transmisión es un conjunto de equipos, facilidades y asignaciones en el espacio,

tiempo o frecuencia, dispuestos para transportar una información determinada desde su fuente a su

destino.

� El concepto de sistema de telecomunicación incluye no sólo la transmisión y la recepción de

señales, sino el procesamiento de las mismas y la organización de redes.

10/12/2008

4

1.3. Modelos de sistema de telecomunicación.

� Modelo A

Fuente de información

Medio de transmisión

Sistema de recepción

Modelo B:

Fuente Procesador

Perturbación

Medio Procesador Destino

TRANSMISOR RECEPTOR

Modelo C:

Medio detransmisión

Perturbación

ReceptorDestino

informaciónTransmisor

Fuente de información

Canal de comunicación

10/12/2008

5

TRANSMISIÓN DE SEÑALES DIGITALES POR REDES ANALÓGICAS.

TRANSMISIÓN DE SEÑALES ANALÓGICAS POR REDES DIGITALES.

Características del medio

� Atenuación: aporta la medida de la disminución de

la energía de la señal en su camino desde el emisor al receptor. Unidad dB

� Distorsión lineal: la variación no deseada de una

forma de onda, motivada por diferir las características del medio de transmisión de las

ideales.

� Interferencia (diafonía): cuando sobre la señal

transmitida actúan otras ajenas a ella, pero de naturaleza similar. Acoplamiento.

� Ruido: la resultante de un conjunto de

perturbaciones no deseadas. Agitación térmica.

10/12/2008

6

Aspectos del medio que influyen en la transmisión� Ancho de banda: al aumentar el ancho de

banda, se incrementa la velocidad de

transmisión.

� Dificultades en la transmisión: atenuación,

ruido, etc.

� Interferencias: especialmente importante en los

medios no guiados aunque también aparecen

en los guiados (e.g. par trenzado).

� Número de receptores: Múltiples receptores en

medios guiados pueden atenuar la señal.

Tipos de medios de Transmisión

� Guiados.

� Par trenzado

� Cable coaxial

� Fibra óptica

� No guiados.

� Atmósfera

� Espacio

Espectro electromagnético

10/12/2008

7

1.4. Señal eléctrica.

Clasificación:

� Deterministica: Pueden calcularse y predecir el

valor instantáneo.

� Estacionarias: Las que poseen algún valor constante.

� Periódicas: Cuyos valores se repiten cada cierto tiempo.

� Aleatoria: Sus parámetros solo se pueden definir

estadísticamente. Media, probabilidad ...

También pueden ser estacionarias.

1.5. Descripción de señales en el dominio del tiempo.� Señal senoidal:

� Frecuencia f

� Periodo T

� Valor de pico vp

� Valor de pico a pico vpp

� Valor medio vm

� Valor eficaz vef

� Angulo de desfase

v t vp sen ft( ) . ( )= +2π Φ

Φ

10/12/2008

8

1.6. Descripción en el dominio de la frecuencia.

� Desarrollo en serie de Fourier: Toda señal

periódica puede descomponerse en una suma de señales senoidales, cuyas frecuencias son

múltiplos de la frecuencia de esa señal.

� x(t)= A + B sen(2Bfot) + C sen (2B2fot) + D sen (2B3fot) +...

AB

C

A

fo 2fo 3fo0

Frecuencia

Conceptos asociados al dominiode la frecuencia

� Normalmente una señal está formada por muchas frecuencias.

� Se puede ver como la suma de muchas ondas tipo seno de frecuencias distintas (análisis de Fourier).

� Espectro: rango de frecuencias contenidas en una señal y su energía.

� Ancho de banda absoluto: ancho de banda del espectro.

� Ancho de banda efectivo (ancho de banda): banda conteniendo la mayor parte de la energía del espectro.

Descomposición de una señal

Componente continua

10/12/2008

9

Filtros

Un filtro es un dispositivo que atenúa o potencia determinadas frecuencias presentes en la señal de entrada, de modo que la salida elimine o refuerce las mismas en determinados rangos.

Filtro

u(t) y(t)

La función de transferencia del filtro, a través de su diagrama de Bode, nos da una idea del rango de frecuencias que se atenúan o potencian

Tipos de filtros

Atendiendo al rango de frecuencias que se atenúan o potencian se pueden clasificar los filtros en:

|G(ω)|

ω

|G(ω)|

ω

|G(ω)|

ω

|G(ω)|

ω

Pasa bajaPasa alta

Pasa banda

Rechazo de banda

Filtro Paso Bajo

10/12/2008

10

Tipos de filtros

|G(ω)|

ω

Pasa baja

|G(ω)|

ω

Pasa alta

Filtro pasa baja

Filtro pasa alta

Filtro Paso Alto

Filtro Paso Banda

10/12/2008

11

Filtro ideal

|H(jω)|

ω

Un filtro prototipo ideal debería tener un diagrama de Bode con dos zonas de |H(jω)| = 1, 0

No es físicamente realizable, por lo que debe aproximarse por filtros reales, tales como los de Butterworth, Bessel, etc.

ωc=1

1

|H(jω)|

ω

ωc=1

1

Los filtros reales presentan una zona de transición y quizás un rizado de acuerdo a las posiciones de sus polos-ceros

Tipos de filtros típicos

|G(jω)|2

ω

ωc=1

1|G(jω)|2

ω

ωc=1

1

|G(jω)|2

ωc=1

1

ωs

|G(jω)|2

ωc=1

1

Butterworth

Bessel

Elipticos

Chebyshev I

Chebyshev II

Comunicaciones de datos

� http://www.ac.uma.es/~nico/docencia/ar/tema2.PDF

10/12/2008

12

Modulaciones digitales

� Cuanto más

sencillos son los equipos

mayor es el ancho de

banda ocupado.

Modulaciones

Modulaciones básicas

� ASK

� FSK

� PSK

10/12/2008

13

Representación de las señales portadoras

ASK PSK

FSK

Modulación en cuadratura.(Formato I/Q )

Transmisor I/Q

10/12/2008

14

Receptor I/Q

Tasas de símbolos y de bits

Tasas de símbolos y de bits (II)

10/12/2008

15

Modulaciones prácticas MSK es un tipo de FSK en el que la

desviación de

frecuencia de pico a pico es igual a

la mitad de la tasa

de bits.

Técnicas de multiplexación. En el tiempo, en frecuencia, geográfica o en código

� TDMA. Time division multiple access. Acceso

múltiple por división en el tiempo. Cada señal en un momento de tiempo.

� FDMA. Frecuency division multiple access.

Cada señal en una frecuencia.

� Reparto físico del espacio. Cada señal en un

sitio.

� CDMA. Code division multiple access. Acceso múltiple por división en código. Cada señal

con un código distinto.

TDMA

10/12/2008

16

FDMA

ADSL. Utiliza FDMA.� Usado para enlace entre el ususario y la

red (bucle de abonado).

Esquema de instalación

10/12/2008

17

Esquema de conexión (II)

ADSL 2 y 2+ADSL2 se consigue 12/2 Mbps y con ADSL2+ 24/5 Mbps

Multiplexación geográfica

10/12/2008

18

CDMA