TEMA 1 El mundo digital y el mundo analógico

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA “ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”

VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZDEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

CÁTEDRA: TRANSMISIÓN DE DATOS

Masson, JhoswarthC.I: 19.419.333Flores, Eleazar.C.I: 19.013.750

Profesor:Ing. Henry Romero.

SUMARIO El mundo digital y el mundo analógico, características resaltantes de cada uno. Información en formato digital. Representación binaria de señales. Técnicas de modulación digital. Velocidad de Transmisión. Baudio Rata de Baudio. El Bit Rata de Bits. Ancho de banda de una señal digital. Ancho de banda de un canal. Relación señal / ruido. Multiplexión digital. Capacidad del canal de transmisión. Perturbaciones en la Transmisión. Cociente energía a ruido. Codificación de línea. Longitud de onda.

El mundo digital y el mundo analógicoCaracterísticas

La información se puede propagar a través de sistemas de comunicaciones en forma de símbolos que pueden ser analógicos (proporcionales) o bien pueden ser digitales (discretos), debido a la existencia de información digital, existe la necesidad de desarrollar distintas técnicas de modulación que permitan una óptima transmisión de estos datos.

Características Sistemas digitales La capacidad de los sistemas digitales para comprimir

datos en un espacio más pequeño es otro factor que debe tomarse en consideración. En el contexto de la radiodifusión, esto hace necesario utilizar técnicas de codificación de compresión que permitan trabajar con una calidad sonora y de imagen relativamente elevada en una anchura de canal mucho más reducida. Otra ventaja en este sentido es la posibilidad de establecer un equilibrio entre la calidad (el grado de compresión) y la ocupación de espectro, y ello, prácticamente a voluntad.

CARACTERISTICAS SISTEMAS ANALOGICOS Y DIGITALES Se dice que un sistema es analógico cuando las magnitudes

de la señal se representan mediante variables continuas, esto es análogas a las magnitudes que dan lugar a la generación de esta señal. Un sistema analógico contiene dispositivos que manipulan cantidades físicas representadas en forma analógica. En un sistema de este tipo, las cantidades varían sobre un intervalo continuo de valores.Así, una magnitud analógica es aquella que toma valores continuos.

Una magnitud digital es aquella que toma un conjunto de valores discretos.

TECNICAS DE MODULACIONES ANALOGICAS

a. Modulación de Amplitudb. Modulación de Frecuenciac. Modulación de Fased. Modulación de Amplitud de Pulsose. Modulación de Ancho de Pulsosf. Modulación de Posición de Pulsos

Información en formato digital En las comunicaciones digitales la modulante es

información digital, la cual se representa en forma binaria, 1´s y 0´s.

0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1

Código Binario: Se denomina código binario porque utiliza 2 símbolos, el 0 y el 1.

Técnicas de Modulación Digitales:

a. Modulación por conmutación de amplitudb. Modulación por conmutación de frecuenciac. Modulación por conmutación de fased. Modulación 4PSK, 8-PSK y 16_PSKe. Modulación 8-QAM y 16_QAM

Velocidad de transmisión Es el número de bits transmitidos por segundo cuando se

envía un flujo continuo de dato.

Si se tienen símbolos de 4 bits c/u, y deseamos determinar la velocidad de transmisión de un módem de 9600 baudios/seg se hace lo siguiente:

9600 baudios/seg * 4 bits = 38.400 bps

Algunos valores de velocidad de transmisión standard son 2400, 4800, 9600, 19200 bps.

El Baudio y el Bits

Un bit es el acrónimo de Binary Digit (Dígito binario), en los sistemas de comunicación digitales se define la “razón de bits”, que es la razón de cambio en la entrada del modulador y tiene como unidades bits por segundos (bps).

Por lo general, la tasa de bits se expresa en kilobits (100 bits) por segundo o Kbps. (es el número de dígitos binarios transferidos por segundo)

El Baudio Un baudio es una unidad de medida, que es usada en

telecomunicaciones, que representa el número de símbolos transmitidos por segundo en una red analógica, en los sistemas de comunicación digitales se define la “razón de baudio”, que es la razón de cambio en la salida del modulador y es igual al recíproco del tiempo de un elemento de señalización de salida.

Las líneas terrestres permiten un máximo de 600 baudios, por lo cual sólo hasta los 600 baudios podremos decir que 600 baudios = 600 bps.

Ancho de banda de una señal digital El término ancho de banda hace referencia a la

capacidad del medio de transmisión, cuanto mayor es el ancho de banda, más rápida es la transferencia de dato.

La señal digital requiere mayor ancho de banda y por ende Un aumento del ancho de banda permite un aumento en la razón de datos.

Ancho de Banda de una señal digital

EFECTO DEL ANCHO DE BANDA EN LAS SEÑALES DIGITALES

Ancho de banda de un canal

Si se trata del ancho de banda de un Canal, 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:

menormayor f - f B

Relación señal / ruido. 

Se define como el margen que hay entre la potencia de la señal que se transmite y la potencia del ruido que la corrompe. Este margen es medido en DecibeliosEb : energía de señal por bit (Eb=S·Tb=S/R)siendo S potencia señal, Tb tiempo de un bit, R bits/sgN0 : densidad de potencia de ruido por Hz

Multiplexión digital

Tiene como tarea combinar un número de flujos de impulsos de entrada, en un solo flujo de impulsos de salida, con una velocidad digital que es algo mayor que la suma de las velocidades de los impulsos de entrada y viceversa.

N=30

N=24

Múltiplex

Primario

MIC

N1

Múltiplex

Digital

de

Segundo

Orden

23

4

Múltiplex

Primario

MIC

N 1

Múltiplex

Digital

de

Segundo

Orden

2

3

4

2048 kbit/s

1544 kbit/s

8448 kbit/s

6312 kbit/s

N=30

N=242048 kbit/s

1544 kbit/s

Multiplexión digital

El objetivo de los multiplexores digitales es combinar un número de flujos de impulsos de entrada, tributarios, en un solo flujo de impulsos de salida, con una velocidad digital bruta que es algo mayor que la suma de las velocidades de los tributarios y viceversa.

Capacidad del canal de transmisión

Es La velocidad a la que se pueden transmitir los datos en un canal de comunicación.Tiene relación con la velocidad de transmisión, el ancho de banda, el ruido y La tasa de errores que es la razón a la que ocurren errores .Nyquist determinó que la máxima velocidad alcanzable para un ancho de banda dado es dos veces dicho ancho de banda si no existe ruido.

Capacidad del canal de transmisión

Canal con ruido :

Donde:

N= es el número de bits por cada elemento de la señal.

M= es el conjunto de elementos diferentes que puede adoptar la señal.

C = es la capacidad del canal según el teorema de Nyquist.

Capacidad del canal de transmisión Canal sin ruido

Donde, según Shannon:

C= B log2 ( 1+S/N )

C: Capacidad del Canal

B : Ancho de Banda

S : Potencia de la señal

N : Potencia del Ruido

Perturbaciones en la Transmisión Atenuación: Es la reducción de la densidad de potencia de una onda

electromagnética.

T i p o d e a t e n u a c i ó n :a) A t e n u a c i ó n e n e l v a c i o : L a q u e s e p r o d u c e c u a n d o l a s o n d a s

s e p r o p a g a n p o r e l e s p a c i o y t i e n d e n a d i s p e r s a r s e .b) A t e n u a c i ó n p o r p é r d i d a d e a b s o r c i ó n : O c a s i o n a d a p o r

p a r t í c u l a s q u e p u e d e n a b s o r b e r e n e r g í a e l e c t r o m a g n é t i c a . O c u r r e c u a n d o l a s o n d a s v i a j a n e n l a a t m ó s f e r a t e r r e s t r e .

Perturbaciones en la Transmisión Dis to rs ión de A tenuac ión :

Es la d i fe renc ia en t re l a gananc ia de l c i r cu i to a de te rminada f recuenc ia , en t re la gananc ia co r respond ien te a una f recuenc ia de re fe renc ia

Perturbaciones en la Transmisión Distors ión de Retardo de Envolvente

Es un método indirecto para evaluar las características de retardo de un circuito, es decir , evalúa la relación entre la fase y frecuencia de un circuito.

Para que la transmisión de datos no tenga errores se requiere una relación lineal entre la fase y la frecuencia.

Perturbaciones en la Transmisión Ruido: Es toda energía indeseable presente en la pasabanda útil de un canal

de comunicaciones.

Tipos de ruido:

a) Ruido correlacionado: es una relación entre la señal y el ruido. Es energía no deseada que se presenta como resultado directo de la señal.

Ejemplo: Distorsión armónica y de intermodulación.

b) Ruido no correlacionado: es la energía que hay en ausencia de una señal . Ejemplo: ruido térmico o de Gauss. El cual está presente en forma inherente , en un

circuito debido a la estructura eléctrica del mismo.

Cociente energía a ruido

Es la fracción entre la energía de la señal por bits y la densidad de potencia del ruido por hertzio, Eb/No.

Este es un parámetro más adecuado para determinar las tasas de error y la velocidad de transmisión

Codificación de línea

En la señalización digital una fuente de datos g(t), (analógica o digital) se codifica en una señal digital x(t). La forma de onda de x(t) dependerá de la técnica de codificación empleada. Su elección busca optimizar el uso del medio de transmisión; minimizando el ancho de banda o la tasa de errores.

Codificación de línea Para mejorar las prestaciones del sistema de transmisión, se debe utilizar un

buen esquema de codificación, que establece una correspondencia entre los bits de los datos y los elementos de señal. Factores a tener en cuenta para utilizar un buen sistema de codificación:

1. Espectro de la señal: La ausencia de componentes de altas frecuencias, disminuye el ancho de banda. La presencia de componente continua en la señal obliga a mantener una conexión física directa (propensa a algunas interferencias). Se debe concentrar la energía de la señal en el centro de la banda para que las interferencias sean las menores posibles.

2. Sincronización: para separar un bit de otro, se puede utilizar una señal separada de reloj (lo cuál es muy costoso y lento) o bien que la propia señal porte la sincronización, lo cuál implica un sistema de codificación adecuado.

Codificación de línea Detección de errores: es necesaria la detección de errores ya en la

capa física.

Inmunidad al ruido e interferencias: hay códigos más robustos al ruido que otros.

Costo y complejidad: Cuanto mayor es la velocidad de elementos de señal para una velocidad de transmisión dada, mayor es el Costo.

Algunos códigos implican mayor velocidad de elementos de señalización que de transmisión de datos.

Codificación de línea• VENTAJAS:– Fáciles de implementar.

– Utilización eficaz del ancho de banda.

• DESVENTAJAS:

– Presencia de una componente continua.

– Ausencia de capacidad de sincronización.

• Se usan con frecuencia en las grabacionesmagnéticas.

• No se suelen utilizar en la transmisión de señales.

Longitud de onda

La longitud de onda de la señal es la distancia que ocupa un ciclo completo de la señal que viaja a una velocidad "v".

Donde: c: Constante de la velocidad de la luz (3*10^8 m/s) f: Frecuencia de la señal

fc

Longitud de onda La longitud de onda es una distancia real recorrida por la onda (que no es

necesariamente la distancia recorrida por las partículas o el medio que propaga la onda, como en el caso de las olas del mar, en las que la onda avanza horizontalmente y las partículas se mueven verticalmente).

La letra griega λ (lambda) se utiliza para representar la longitud de onda en ecuaciones. La longitud de onda es inversamente proporcional a la frecuencia de la onda. Una longitud de onda larga corresponde a una frecuencia baja, mientras que una longitud de onda corta corresponde a una frecuencia alta.

La longitud de onda de las ondas de sonido, en el intervalo que los seres humanos pueden escuchar, oscila entre menos de 2 cm y aproximadamente 17 metros. Las ondas de radiación electromagnética que forman la luz visible tienen longitudes de onda entre 400 nanómetros (luz violeta) y 700 nanómetros (luz roja).

PREGUNTAS

FIN DE PRESENTACION

GRACIAS…