Indice
1. Breve introducción 2. Tipos de transmisión de datos 3. Modos de transmisión de datos 4. Ventajas de la transmisión digital 5. Modulación de pulsos 6. Muestreo y reproducción de señales
El simple hecho de ser seres humanos n os hace desembolvernos en medios donde tenemos que usar comunicarnos. Por eso la gran importancia de la transmisión y la recepción de información.
2. Tipos de transmisión de datos
Transmisión Análoga
En un sistema analógico de transmisión tenemos a la salida de este una cantidad que varia continuamente.
En la transmisión analógica, la señal que transporta la información es continua, en la señal digital es discreta. La forma más sencilla de transmisión digital es la binaria, en la cual a cada elemento de información se le asigna uno de dos posibles estados.
Para identificar una gran cantidad de información se codifica un número específico de bits, el cual se conoce como caracter. Esta codificación se usa para la información e escrita.
Ej: Teletipo = Servicio para la transmisión de un telegrama.
La mayor de las computadoras en servicio hoy en día utilizan u operan con el sistema binario por lo cual viene más la transmisión binaria, ya sea de terminal a computadora o de computadora a computadora.
Transmisión Digital
En la transmisión digital existen dos notables ventajas lo cual hace que tenga gran aceptación cuando se compara con la analógica. Estas son:
- El ruido no se acumula en los repetidores.
- El formato digital se adapta por si mismo de manera ideal a la tecnología de estado sólido, particularmente en los circuitos integrados.
La mayor parte de la información que se transmite en una red portadora es de naturaleza analógica,
Ej: La voz
El vídeo
Al convertir estas señales al formato digital se pueden aprovechar las dos características anteriormente citadas.
Para transmitir información digital(binaria 0 ó 1) por la red telefónica, la señal digital se convierte a una señal analógica compatible con la el equipo de la red y esta función se realiza en el Módem.
Para hacer lo inverso o sea con la señal analógica, se usan dos métodos diferentes de modulación:
La modulación por codificación de pulsos(MCP).
Es ventajoso transmitir datos en forma binaria en vez de convertirlos a analógico. Sin embargo, la transmisión digital está restringida a canales con un ancho de banda mucho mayor que el de la banda de la voz.
Transmisión Asíncrona.
Esta se desarrolló para solucionar el problema de la sincronía y la incomodidad de los equipos.
En este caso la temporización empieza al comienzo de un caracter y termina al final, se añaden dos elementos de señal a cada caracter para indicar al dispositivo receptor el comienzo de este y su terminación.
Al inicio del caracter se añade un elemento que se conoce como "Start Space"
(espacio de arranque),y al final una marca de terminación.
Para enviar un dato se inicia la secuencia de temporización en el dispositivo receptor con el elemento de señal y al final se marca su terminación.
Transmisión Sincronía
Este tipo de transmisión se caracteriza porque antes de la transmisión de propia de datos, se envían señales para la identificación de lo que va a venir por la línea, es mucho mas eficiente que la Asincrona pero su uso se limita a líneas especiales para la comunicación de ordenadores, porque en líneas telefónicas deficientes pueden aparecer problemas.
Por ejemplo una transmisión serie es Sincrona si antes de transmitir cada bit se envía la señal de reloj y en paralelo es sincrona cada vez que transmitimos un grupo de bits.
Transmisión de datos en serie
En este tipo de transmisión los bits se trasladan uno detrás del otro sobre una misma línea, también se transmite por la misma línea.
Este tipo de transmisión se utiliza a medida que la distancia entre los equipos aumenta a pesar que es más lenta que la transmisión paralelo y además menos costosa. Los transmisores y receptores de datos serie son más complejos debido a la dificultad en transmitir y recibir señales a través de cables largos.
La conversión de paralelo a serie y viceversa la llevamos a cabo con ayuda de registro de desplazamiento.
La transmisión serie es sincrona si en el momento exacto de transmisión y recepción de cada bit esta determinada antes de que se transmita y reciba y asincrona cuando la temporizacion de los bits de un caracter no depende de la temporizacion de un caracter previo.
Transmisión en paralelo.
La transmisión de datos entre ordenadores y terminales mediante cambios de corriente o tensión por medio de cables o canales; la transferencia de datos es en paralelo si transmitimos un grupo de bits sobre varias líneas o cables.
En la transmisión de datos en paralelo cada bit de un caracter se transmite sobre su propio cable. En la transmisión de datos en paralelo hay un cable adicional en el cual enviamos una señal llamada strobe ó reloj; esta señal le indica al receptor cuando están presentes todos los bits para que se puedan tomar muestras de los bits o datos que se transmiten y además sirve para la temporización que es decisiva para la correcta transmisión y recepción de los datos.
La transmisión de datos en paralelo se utiliza en sistemas digitales que se encuentran colocados unos cerca del otro, además es mucho mas rápida que la serie, pero además es mucho mas costosa.
3. Modos de transmisión de datos
Según el sentido de la transmisión podemos encontrarnos con tres tipos diferentes:
Simplex:
Este modo de transmisión permite que la información discurra en un solo sentido y de forma permanente, con esta formula es difícil la corrección de errores causados por deficiencias de línea. Como ejemplos de la vida diaria tenemos, la televisión y la radio.
Half Duplex.
En este modo, la transmisión fluye como en el anterior, o sea, en un único sentido de la transmisión de dato, pero no de una manera permanente, pues el sentido puede cambiar. Como ejemplo tenemos los Walkis Talkis.
Full Duplex.
Es el método de comunicación más aconsejable, puesto que en todo momento la comunicación puede ser en dos sentidos posibles y así pueden corregir los errores de manera instantánea y permanente. El ejemplo típico sería el teléfono.
RS-232C.
RS-232-C estándar, en informática, estándar aceptado por la industria para las conexiones de comunicaciones en serie. Adoptado por la Asociación de Industrias Eléctricas, el estándar RS-232-C recomendado (RS es acrónimo de Recommended Standard) define las líneas específicas y las características de señales que utilizan las controladoras de comunicaciones en serie. Con el fin de estandarizar la transmisión de datos en serie entre dispositivos. La letra C indica que la versión actual de esta norma es la tercera de una serie.
Casi siempre el conector DB-25 va asociado con el RS-232C, y se muestran las disposiciones de los contactos en las figuras siguientes. Sin embargo, no está definido en el estándar y algunos fabricantes utilizan otro conector en gran parte de sus equipos.
Con este tipo de standard podemos transmitir y recibir al mismo tiempo, puesto que hay una patilla para cada una de las actividades.
Este tipo de standard tiene sus limitaciones en la transmisión y recepción como lo es la limitante de distancia, que es de 15 metros. Puede funcionar bien en recorridos de cable mucho más lagos con todas las velocidades pero siempre habrá riesgo de perdida de datos.
La transmisión digital es la transmisión de pulsos digitales, entre dos puntos, en un sistema de comunicación. Con los sistemas de transmisión digital, se requieren una facilidad física tal como un par de alambres metálicos, un cable coaxial o un vinculo de fibra óptica para interconectar a los dos puntos en el sistema. Los pulsos están contenidos dentro de y se propagan con la facilidad de transmisión.
4. Ventajas de la transmisión digital.
- La ventaja principal de la transmisión digital es la inmunidad al ruido. Las señales analógicas son más susceptibles que los pulsos digitales a la amplitud no deseada, frecuencia y variaciones de fases.
- Se prefieren a los pulsos digitales por su mejor procesamiento y multicanalizaciones que las señales analógicas. Los pulsos digitales pueden guardarse fácilmente, mientras que las señales analógicas no pueden.
- Los sistemas digitales utilizan la regeneración de señales, en vez de la amplificación de señales, por lo tanto producen un sistema más resistente al ruido que su contraparte analógica.
- Las señales digitales son más sencillas de medir y evaluar.
- Los sistemas digitales están mejores equipados para evaluar un rendimiento de error (por ejemplo, detección y corrección de errores), que los sistemas analógicos.
La modulación de pulsos incluye muchos métodos diferentes para convertir información a forma de pulso para transferirlos de una fuente a un destino. Los cuatro métodos predominantes se describen a continuación:
- PWM . Este método a veces se llama modulación de duración del pulso (PDM) o modulación de longitud del pulso (PLM). El ancho del pulso (porción activa del ciclo de trabajo) es proporcionar a la amplitud de la señal analógica.
- PPM . La posición de un pulso de ancho constante, dentro de una ranura de tiempo prescrita, varia de acuerdo a la amplitud de la señal analógica.
- PAM . La amplitud de un pulso de longitud constante y de ancho constante varia de acuerdo a la amplitud de la señal analógica.
- PCM . La señal analógica se prueba y se convierte a una longitud fija, numero binario serial para transmisión. El numero binario varia de acuerdo a la amplitud de la señal analógica.
PAM se usa como una forma intermedia de modulación, con PSK, QAM y PCM,
aunque raramente se use sola. PWM y PPM se usan en los sistemas de comunicación, de propositos especiales ( normalmente para el ejército ), pero raramente se usan para los sistemas comerciales. PCM es, por mucho, el metodo mas prevalente de modulacion de pulsos y consercuentemente, será el tema de discusión, análisis e implementación en lo que respecta a nuestro proyecto de tesis y circuitos complementarios.
PCM es un sistema binario; un pulso o ausencia de pulso, dentro de una ranura de tiempo prescrita representa ya sea una condición de lógica cero.
Los sistemas PCM se están haciendo cada vez más importantes, debido a ciertas ventajas inherentes sobre otros tipos de sistemas de modulación. Algunas de estas ventajas son las siguientes :
- En comunicación a larga distancia, las señales PCM pueden regenerarse completamente en estaciones repetidoras intermedias porque toda la información está contenida en el código. En cada repetidora se transmite una señal esencialmente libre de ruido. Los efectos del ruido no se acumulan y sólo hay que preocuparse por el ruido de la transmisión entre repetidoras adyacentes.
- Los circuitos de modulación y demodulación son todos digitales, alcanzando por ello gran confiabilidad y estabilidad, adaptándose rápidamente al diseño lógico de circuito integrado.
- Las señales pueden almacenarse y escalarse en el tiempo eficientemente. Por ejemplo, los datos de PCM pueden generarse en un satélite orbital una vez por minuto durante una órbita de 90 minutos y después retransmitirse a una estación terrestre en cuestión de pocos segundos. Las memorias digitales realizan el almacenaje muy eficientemente.
- Puede usarse un código eficiente para reducir la repetición innecesaria (la redundancia) en los mensajes. Por ejemplo, si se desea enviar "Una Feliz Navidad y un Próspero Año Nuevo" a un amigo distante por telegrama, es mucho más eficaz asignar un código (un número) a este mensaje redundante y enviar el código (el número). En la estación receptora, el decodificador reconoce el código y escribe el mensaje.
- Una codificación adecuada puede reducir los efectos del ruido y la interferencia. Como ser verá pronto, el ancho de banda puede intercambiarse por potencia de la señal; como el PCM puede escalarse en el tiempo, este también puede intercambiarse por potencia de la señal. El diseñador de sistemas de comunicación tiene, pues, mayor flexibilidad en el diseño de un sistema PCM para satisfacer determinados criterios de funcionamiento.
Ahora se dedicara alguna atención a las cuestiones prácticas de la generación de PCM. La operación central es la del convertidor de análogo a digital (A/D), es decir, codificar señales análogas en códigos digitales.
6. Muestreo y reproducción de señales
El muestreo es un método utilizado en la modulación de impulsos para identificar la señal de información mediante una secuencia de impulsos que representan información en un momento particular.
La muestra natural es un tipo de señal muestreada en la cual la cúspide de cada impulso de muestra sigue a la señal de información durante el tiempo de duración del impulso de la señal de muestreo.
El principio del muestreo establece que la información puede ser reconstruida, filtrando, cuando la frecuencia de señal de muestreo (FS) (velocidad de muestreo) es más de dos veces mayor que la frecuencia máxima de la señal de información (FM).
La velocidad de Nyquist es una condición que se produce cuando la frecuencia de la señal de muestreo es igual al doble de la frecuencia máxima de la señal de información (FS = 2 FM, donde FS es la frecuencia de la señal de muestreo y FM es la frecuencia máxima de la señal de información).
La reconstrucción de señales es el proceso consistente en recuperar información a partir de una señal muestreada. En el receptor, un filtro pasabajos filtra la señal muestreada y deja salir la información reconstruida que es una replica de la información original.
Cuando se transmite información en señales ultraaltas, la potencia requerida por el equipo de transmisión constituye un importante elemento de consideración. Uno de los métodos para reducir la potencia consiste en reducir la información en pequeñas muestras. Como resultado, solo se transmiten porciones de información y la onda "modulada por pulsos" permanece inactiva la mayor parte del tiempo. Se requiere un número suficiente de muestras para permitir la reconstrucción de la información total. Puede probarse matemáticamente que una señal muestreada a un ritmo dos veces mayor que el componente de frecuencia significativo superior (conocido como la velocidad de Nyquist) puede ser reconstruida en el receptor con un alto grado de precisión.
Autor:
Luis Ernesto luis.ernesto[arroba]codetel.net.do