1 Transmisión de Datos El éxito de la transmisión depende de: La calidad de la señal que se transmite Características de medios de transmisión
2 Terminología La transmisión de datos ocurre entre un transmisor y un receptor a través de un medio de transmisión. El medio de transmisión puede ser guiado o no guiado. En ambos casos la comunicación es en forma de ondas electromagnéticas.
3 Medios guiados Las ondas son guiadas a lo largo de un camino físico: Ejemplos: Par trenzado Cable coaxial Fibra óptica
4 Medios no guiados Proveen un medio para la transmisión de ondas electromagnéticas pero sin guiarlas: Ejemplos: Aire Agua Vacío
5 Terminología Enlace Directo (direct link) Camino de transmisión entre 2 dispositivos en el cual la señal se propaga directamente del transmisor al receptor sin dispositivos intermedios. Puede incluir sólo amplificadores y/o repetidores.
6 Terminología Un medio guiado de transmisión es: Punto a punto, si provee un enlace directo entre 2 dispositivos y estos son los únicos dispositivos que comparten el medio. Multipunto, cuando más de dos dispositivos comparten el medio.
7 (Gp:) Transmisor/ Receptor (Gp:) Amplificador o Repetidor (Gp:) Medio (Gp:) Transmisor/ Receptor 0 o más Punto a Punto Multipunto (Gp:) Medio (Gp:) Transmisor/ Receptor (Gp:) Transmisor/ Receptor ….. (Gp:) Medio (Gp:) Amplificador o Repetidor (Gp:) Transmisor/ Receptor (Gp:) Transmisor/ Receptor ….. (Gp:) Medio 0 o más Configuración de transmisiones guiadas
8 Terminología La transmisión puede ser: simplex half-duplex full-duplex
9 Simplex Se usa cuando los datos son transmitidos en una sola dirección. Ejemplo: radio.
10 Se usa cuando los datos transmitidos fluyen en ambas direcciones, pero solamente en un sentido a la vez. Ejemplo? Half-Duplex
11 Es usado cuando los datos a intercambiar fluyen en ambas direcciones simultáneamente. Ejemplo: ? Full-duplex Teléfono
12 Frecuencia, Espectro y Ancho de Banda Una señal puede ser expresada como una función: s(t), en función del tiempo s(f), en función de la frecuencia
13 Con respecto al tiempo Una señal s(t) es continua si: La señal varia durante el tiempo pero tiene una representación para todo t. Una señal es discreta si: está compuesta de un número finito de valores
14 Con respecto al tiempo (Gp:) Señal Continua (Gp:) Señal Discreta
15 Conceptos básicos de señales Un señal s(t) es periódica si y sólo si: s (t + T) = s(t) -8 < t < +8 donde T es el periodo de la señal.
16 Conceptos básicos de señales Las 3 características más importantes de una señal periódica son: 1. Amplitud 2. Frecuencia 3. Fase
17 Conceptos básicos de señales Amplitud. Es el valor instantáneo de una señal en cualquier momento. En transmisión de datos, la amplitud está medida en volts.
18 Conceptos básicos de señales Frecuencia. Es el inverso del perido (1/T) Representa el número de repeticiones de un periodo por segundo. Expresado en ciclos por segundo, o hertz (Hz).
19 (Gp:) t (Gp:) T (Gp:) 1/f1 (Gp:) A A T (Gp:) 1/f1 t Señales periódicas T : periodo A : Amplitud (Gp:) f : frecuencia (Gp:) 1
20 Conceptos básicos de señales Fase. Es una medida de la posición relativa en el tiempo del periodo de una señal.
21 Ejemplo de una diferencia de fase t La diferencia de fase es de p/2 radianes p /2 2p
22 Conceptos básicos de señales Una señal senoidal puede ser expresada como: s(t) = A sin (2 pf1t + ?) A es la amplitud máxima f1 es la frecuencia ? es la fase Recordemos que: 2p radianes = 360º = 1 periodo (Gp:) A (Gp:) T (Gp:) 1/f (Gp:) 1 (Gp:) t s(t) = A sin (2pf1t) ó s(t) = A cos (2pf1t – p/2)
23 Con respecto a la frecuencia Por ejemplo, para la señal: s(t) = sin (2pf1t) + 1/3 sin (2p(3f1)t) los componentes de esta señal son ondas senoidales de frecuencias f1 y 3f1 respectivamente.
24 s(t) = sin (2pf1t) + 1/3 sin (2p(3f1)t) 1/3 sin (2p(3f1)t) sin (2pf1t) (Gp:) 0.5 (Gp:) 1.0 (Gp:) 1.5 (Gp:) 2.0T 0.5 1.5 2.0T (Gp:) 0.5 (Gp:) 1.0 (Gp:) 1.5 (Gp:) 2.0T 1.0 0.5 0.0 -0.5 -1.0 1.0 0.5 0.0 -0.5 -1.0 1.0 0.5 0.0 -0.5 -1.0
25 Observaciones La segunda frecuencia es múltiplo de la primera. Cuando todas las frecuencias en los componentes de una señal son múltiplos de una frecuencia, a esta última se le conoce como frecuencia fundamental.
26 Observaciones El periodo de la señal total es igual al periodo de la frecuencia fundamental. Como el periodo del componente sin (2pf1t) es T = 1/ f1, entonces el periodo de s(t) es también T.
27 Observaciones El análisis de Fourier, permite demostrar que cualquier señal está formada por componentes de diferentes frecuencias, en donde cada componente es una senoidal.
28 Terminología El espectro de una señal es el rango de frecuencias que ésta contiene. Para el ejemplo anterior, el espectro va de f1 a 3f1. El ancho de banda absoluto de una señal está dado por el tamaño del espectro. En el ejemplo, el ancho de banda es de 2f1.
29 Señal cuadrada Los componentes de frecuencia en una señal cuadrada están dados por: s(t) = A x ?k=1 1/k sin (2pkf1t) para k impar. Entonces, el número de componentes de frecuencia es infinito; por lo tanto, el ancho de banda también es infinito. 8
30 Señal cuadrada Sin embargo, la amplitud del k-ésimo componente de frecuencia kf1, es 1/k. Por lo tanto, la mayor parte de la energía en este tipo de onda está en los primeros componentes de frecuencia.
31 Relación entre el ancho de banda y la tasa de transmisión Supongamos que un sistema transmite señales con un ancho de banda de 4 MHz. Queremos transmitir una secuencia de 1s y 0s usando los primeros 3 componentes de la señal cuadrada. ¿Qué tasa de transmisión de datos es posible alcanzar?
32 Relación entre el ancho de banda y la tasa de transmisión Primeramente, ¿Cuál sería la representación de la señal a transmitir? ¿Cuál es la frecuencia fundamental f1 para un ancho de banda de 4Mhz f1 = 106 ciclos/segundo = 1 MHz?
33 Relación entre el ancho de banda y la tasa de transmisión T = 1/10 =10 = 1µsec. Tasa de transmisión = 2b/T Tx= 2 Mbps. Entonces, con un ancho de banda de 4 Mhz, es posible alcanzar una tasa de transmisión de 2 Mbps. 6 -6
34 Relación entre el ancho de banda y la tasa de transmisión Realizar el mismo análisis con un sistema capaz de transmitir con un ancho de banda de 8 MHz. Primeramente, buscar el valor de f1 máximo. En este caso, si duplicamos el ancho de banda, duplicamos la tasa de transmisión posible.
35 Relación entre el ancho de banda y la tasa de transmisión Usando los 2 primeros componentes de frecuencia de la señal cuadrada, calcular la tasa de transmisión y el ancho de banda resultantes, con f1 = 2 MHz.
36 Relación entre el ancho de banda y la tasa de transmisión Componentes de la señal cuadrada Frecuencia Ancho de Banda Tasa de transmisión 3 1 MHz 4 MHz 2 Mbps 3 2 MHz 8 MHz 4 Mbps 2 2 MHz 4 MHz 4 Mbps
37 Conclusiones Una señal digital tiene un ancho de banda infinito. Si intentamos transmitir esta señal sobre un medio, la naturaleza del mismo limitará el ancho de banda que puede ser transmitido. Para cualquier medio, entre mayor es el ancho de banda que permite, mayor su costo.
38 Conclusiones La información digital debe ser aproximada por una señal con un ancho de banda limitado. Limitar el ancho de banda, genera distorsión de la información. Si la tasa de transmisión de la señal digital es de W bps, entonces, una buena representación de la señal puede ser alcanzada con un ancho de banda de 2W Hz.
39 Conclusiones Entre mayor sea el ancho de banda de un sistema de transmisión, mayor será la tasa de transmisión alcanzable por dicho sistema.
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