1 Comunicaciones de Datos Objetivo: Conocer y comprender los conceptos fundamentales de la transmisión de datos y telecomunicaciones en los aspectos análogo y digital.
2 Unidades Temáticas 1.- Comunicaciones electrónicas: Introducción, Medios de Transmisión. 2.- Sistemas de Comunicación Digital:Técnicas de Codificación, Muestreo, Modulación/Demodulación, PAM, PPM, CPM,etc. Ruidos en Sistemas de Comunicaciones, Conversión A/D y D/A, Multiplexación. 3.- Redes de Computadores: Introducción, Definición, Modelo ISO/OSI, Topología, elementos de interconexión de redes, arquitectura, Protocolos. 4.- Redes industriales de Campo
Apunte1 3 Sistema de Evaluación: 3 Certámenes: Primer Certamen : 21 de Septiembre Segundo Certamen : 26 de Octubre Tercer Certamen : 30 de Noviembre Examen : 07 de Diciembre Bibliografía: Comunicaciones y Redes de Computadores, William Stallings, 6ta. Edición Redes de Computadores, Andrew S. Tanenbaum Redes de Computadoras, Internet e Interredes, Douglas E. Comer Internet
Apunte1 4 Introducción La comunicación se lleva a cabo a través de transmisión de señales eléctricas, las cuales deben ser lo más rápidas y eficientes posible. Objetivo de los Sistemas de Transmisión: Transportar una corriente de bits o señales análogas desde una máquina fuente a una destino
Apunte1 5 Introducción Cualquier medio físico de transporte de señal está sujeto a ciertas restricciones, en particular que se pierde intensidad en la señal a medida que se difunde. El número de cambios de estado de la línea por segundo se conoce como baudio. Esto no corresponde a los bits/s (o bps), puesto que usualmente se codifican varios bits en cada estado (según el número de estados diferentes de la línea: con 8 estados puedo transmitir de a tres bits a la vez).
Apunte1 6 Introducción El ancho de banda de la línea indica cual es la banda de frecuencias que soporta la línea, esto limita seriamente la capacidad de bits/s que se pueden transmitir. Por ejemplo, en una línea telefónica, solo se transmite un rango audible y generable por la voz humana, esto da una frecuencia máxima de unos 3000 Hz. Usando codificación binaria normal, no hay como llegar a más de 9600 bps. Se mejora usando codificaciones diferentes en varias frecuencias a la vez (multiplexar).
Apunte1 7 Modelo de un Sistema de Comunicaciones Fuente Genera la data a ser transmitida Transmisor Convierte los datos en señales transmitibles, codificándolas. Sistema de Transmisión Sistema que transporta la señal, puede ser una línea o una compleja red Receptor Convierte la señal recibida en datos Destino Recibe datos enviados
Apunte1 8 Modelo de un Sistema de Comunicaciones ETD/DTE DCE/ETCD DCE/ETCD ETD/DTE ETD/DTE: Equipo Terminal de Datos ETCD/DCE: Equipo Terminal de Circuito de Datos
Apunte1 9 Tareas claves en la comunicación Utilización del Sistema de Transmisión: Uso eficaz Interfaces Generación de la señal de manera que se pueda propagar por el medio, para ser recepcionada en forma correcta. Sincronización: Determinar inicio y término de la comunicación y duración de cada dato. Gestión de intercambio: Acuerdo de función de cada elemento
Apunte1 10 Tareas claves en la comunicación Detección de error y corrección Direccionamiento y encaminamiento: Identificación de cada equipo y rutas a seguir según destino. Recuperación ante fallas del Sistema de comunicación Formato de los datos o mensaje enviado Seguridad Administración de red
Apunte1 11 Ejemplo simple Sistema de Comunicación
Apunte1 12 Transmisión Análoga Modem Modem Medio Transmisión
Apunte1 13 Transmisión Digital DTU DTU Medio Transmisión
Apunte1 14 Capa 1: Medios de Transmisión Es el camino físico entre el transmisor y el receptor La información se transmite por cables al variar alguna propiedad física, como el voltaje o la corriente. En una transmisión se debe tomar en cuenta las características: Eléctricas Mecánicas Medio de Transmisión Procedimiento de Transmisión.
Apunte1 15 Definiciones Medio Físico guiado: por ejemplo: par trenzado, fibra óptica No guiado:por ejemplo: aire, agua, vacío
Apunte1 16 Definiciones Enlace Directo Sin dispositivo intermedio Punto a Punto Enlace Directo Sólo 2 equipos comparten el enlace Multi-punto Más de 2 dispositivos comparten el enlace
Apunte1 17 Definiciones Simplex Transmisión sólo en una dirección, ejemplo: Televisión Half duplex En ambas direcciones, pero no al mismo tiempo ejemplo: Transmisiones de radio Full duplex En ambas direcciones al mismo tiempo ejemplo: teléfono
Apunte1 18 Definiciones Full Duplex: En muchas aplicaciones se requiere que los datos fluyan asincrónicamente en ambos sentidos simultáneamente (Tx dúplex). El conductor G es la conexión de tierra o retorno de señal. El terminal T es el de Tx, el R es el de Rx de datos.
Apunte1 19 Definiciones Velocidad en Baudios: Es la velocidad que se mide según el número de cambios de niveles que experimenta una señal o símbolos, determinando la capacidad necesaria de un canal dado. (Velocidad en Baudios= 1/ Ts, donde Ts: Tiempo duración de un Símbolo)
Apunte1 20 Definiciones Transmisión Serial: La información es transmitida secuencialmente por un cable Transmisión paralela: Varios bits son transmitidos en forma simultánea, por diferentes cables, uno por señal.
Apunte1 21 Frecuencia, Espectro y Ancho de Banda Conceptos en el dominio del tiempo Señal continua La intensidad de la señal varía suavemente en el tiempo, sin discontinuidades Señal Discreta La intensidad de la señal se mantiene constante durante un intervalo de tiempo, tras el cual cambia a otro valor constante Señal periódica Poseen un patrón que se repite en el tiempo s(t + T) = s(t) Señal no periódica No existe patrón que se repita en el tiempo
Apunte1 22 Señal Continua y Señal Discreta
Apunte1 23 Señales Periódicas
Apunte1 24 Señal Sinusoidal Amplitud Peak (A) Máxima intensidad de la señal Frecuencia (f) Velocidad de cambio de la señal Hertz (Hz) o ciclos por segundo Period = tiempo para una repetición (T) T = 1/f Fase (?) Posición relativa de la señal en el tiempo
Apunte1 25 Señales Sinusoidales
Apunte1 26 Longitud de Onda Distancia ocupada en un ciclo Distancia entre 2 puntos correspondiente a la misma fase en dos ciclos consecutivos ? Asumiendo la señal de la velocidad v ? = vT ?f = v c = 3*108 ms-1 (velocidad de la luz en el espacio)
Apunte1 27 Conceptos en el Dominio de la frecuencia Una señal puede estar compuesta de muchas frecuencias, es decir por varias componentes de señales sinusoidales Tal como lo da el análisis en la Serie de Fourier
Apunte1 28 Conceptos en el Dominio de la frecuencia Serie de Fourier: Si g(t) es una función periódica, ésta se puede representar como una suma finita de senos y cosenos, según la Serie de Fourier de la siguiente manera: g(t) = ½ * c +?an sen(2?nft) + ?bncos(2?nft) Donde f= 1/T frecuencia fundamental y: an= (2/T)* g(t)sen(2?ft)dt bn= (2/T)* g(t)sen(2?ft)dt c= (2/T)* g(t)dt
Apunte1 29 Suma de Componentes de Frecuencias Diferentes
Apunte1 30 Dominio de la Frecuencia
Apunte1 31 Espectro y Ancho de Banda Espectro Conjunto de frecuencias que contiene la señal Ancho de Banda absoluto Ancho del espectro Ancho de Banda efectivo Banda estrecha donde se concentra la mayor energía de la señal Normalmente llamado Ancho de Banda Componente continuo (DC) Componente de frecuencia cero
Apunte1 32 Conceptos en el Dominio de la frecuencia Si se envía una señal digital por medio de una Serie de Fourier, al perderse algunas armónicas componentes de la señal o disminuir su intensidad, sólo provoca que la señal resultante disminuya en amplitud, pero no se distorsiona. Generalmente, como los canales de transmisión tienen un Ancho de Banda limitado, con una frecuencia de corte (fc), siempre parte de las componentes se perderán. Las componentes que no se atenúan van desde 0 a fc.
Apunte1 33 Señal con componente continua
Apunte1 34 Velocidad de Transmisión y Ancho de Banda Cualquier Sistema de Transmisión está limitado a una banda de frecuencias Esto limita la velocidad de los datos que pueden ser transportados
Apunte1 35 Velocidad de Transmisión y Ancho de Banda Tasa de envío máxima de un canal: Tiempo para transmitir un bit depende de la forma de codificación,como de la velocidad de transmisión. Teorema de Nyquist: Máxima tasa de envío de un canal de ancho de banda B, para una señal con N niveles discretos, según el teorema de Nyquist es: Velocidad máxima= 2Blog N ² Bits/seg En condiciones ideales.
Apunte1 36 Velocidad de Transmisión y Ancho de Banda Teorema de Shannon: Si el canal tiene ruido, y S/N, es la relación Potencia de Señal/Potencia Señal ruido en decibeles, el teorema de Shannon determina que: Velocidad máxima= B*log (1 + S/N) Donde: B= Ancho de Banda S/N=10log(S/N) decibeles
Apunte1 37 Transmisión de Data Análoga y Digital Datos Entidad capaz de transportar información Señales Representaciones eléctricas o electromagnéticas de los datos Transmisión Comunicación de datos mediante la propagación y procesamiento de las señales
Apunte1 38 Datos Análogos Valores continuos dentro de un intervalo. Digital Valores discretos
Apunte1 39 Señales Forma que los datos se propagan Análoga Varía continuamente Se transmite por diferentes medios cobre, fibra óptica, espacio Ancho Banda de la voz 100Hz a 7kHz Ancho Banda del Teléfono 300Hz a 3400Hz Ancho Banda del Video 4MHz Digital Use 2 componentes DC
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