Comunicaciones Electrónicas: Conceptos y Tecnologías

06/06/19
Maestría Profesional en Electrónica y Automatización
COMUNICACIONES ELECTRÓNICAS
Docente: Juan Diego Jara Saltos.
Comunicaciones Electrónicas
CAPITULOS
1. Conceptos Fundamentales de Medios de Transmisión
2. Interfaces de comunicación para plataformas electrónicas: UART, I2C, SPI ,
ethernet.
3. Redes de área personal (WPAN) sobre plataformas electrónicas: bluetooth y
Zigbee.
4. Comunicaciones GPRS, GPS y WIFI
5. IoT
6. Interfaces de comunicación utilizando dispositivos móviles
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1.1. Conceptos Fundamentales de Medios de Comunicación
1.2. Ancho de Banda y Capacidad de Información
1.3. Métodos de Acceso al medio
1.4. Estándares Alámbricos e Inalámbricos de Comunicación
Comunicaciones Electrónicas
Types of Electronic Communication
Electronic communications are classified according to whether they are one-way (simplex) or two-way (full duplex
or half duplex) transmissions and analog or digital signals.
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Comunicaciones Electrónicas
Analog Signals vs Digital Signals
Digital signals.
(a) Telegraph (Morse code).
(b) Continuous-wave (CW) code.
(c) Serial binary code.
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Modulation and multiplexing
Modulation and multiplexing are electronic techniques for transmitting information
eficiently from one place to another.
Modulation and multiplexing techniques are basic to electronic communication.
Broadband Transmission.
Baseband Transmission.
Banda Base (Sñ sin modificaciones)
Banda Ancha ()
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Broadband Transmission.
Modulation is the process of having a baseband voice, video, or digital signal modify
another, higher-frequency signal, the carrier.
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Types of modulation.
The three ways to make the baseband signal change the carrier sine wave are to vary its amplitude, vary its
frequency, or vary its phase angle.
modulación AM
Sñ normal
Portadora
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Multiplexing
The use of modulation also permits another technique, known as multiplexing, to be used.
Multiplexing is the process of allowing two or more signals to share the same medium or
channel; see Fig.A. A multiplexer converts the individual baseband signals to a composite signal
that is used to modulate a carrier in the transmitter. At the receiver, the composite signal is
recovered at the demodulator, then sent to a demultiplexer where the individual baseband
signals are regenerated (see Fig. B).
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Fig A.
Fig B.
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Questions. Task 1.
1. Name the two forms in which intelligence signals can exist.
2. What is the name given to one-way communication? Give three examples.
3. What is the name given to simultaneous two-way communication? Give three examples.
4. What is the term used to describe two-way communication in which each party takes turns transmitting?
Give three examples.
5. How are voice and video signals transmitted digitally?
6. What terms are often used to refer to original voice, video, or data signals?
7. What technique must sometimes be used to make an information signal compatible with the medium over
which it is being transmitted?
8. What is the process of recovering an original signal called?
9. What is a broadband signal?
10. Name the process used to transmit two or more baseband
signals simultaneously over a common medium.
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Gain, Attenuation, and Decibels
Ejm
Gain
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Attenuation
Attenuation refers to a loss introduced by a circuit or component. Many electronic circuits,
sometimes called stages, reduce the amplitude of a signal rather than increase it. If the
output signal is lower in amplitude than the input, the circuit has loss, or attenuation. Like
gain, attenuation is simply the ratio of the output to the input. :
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Decibels
The gain or loss of a circuit is usually
expressed in decibels (dB), a unit of
measurement that was originally
created as a way of expressing the
hearing response of the human ear to
various sound levels. A decibel is onetenth of a bel.
When gain and attenuation are both
converted to decibels, the overall gain
or attenuation of an electronic circuit
can be computed by simply adding the
individual gains or attenuations,
expressed in decibels.
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1mW
• An often used reference level in communication is 1 mW. When a decibel value
is computed by comparing a power value to 1 mW, the result is a value called
the dBm. It is computed with the standard power decibel formula with 1 mW
as the denominator of the ratio:
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Fourier Theory
The mathematical analysis of the modulation and multiplexing methods used in electronic communication systems
assumes sine wave carriers and information signals. However, in the real world, not all information signals are sinusoidal.
Information signals are typically more complex voice and video signals that are essentially composites of sine waves of
many frequencies and amplitudes. Information signals can take on an infinite number of shapes, including rectangular
waves (i.e., digital pulses), triangular waves, sawtooth waves, and other nonsinusoidal forms. Such signals require that a
non–sine wave approach be taken to determine the characteristics and performance of any communication circuit or
system.
One of the methods used to do this is Fourier analysis, which provides a means of accurately analyzing the content of
most complex nonsinusoidal signals.
Fourier analysis tells us that a square wave is made up of a sine wave at the fundamental
frequency of the square wave plus an infinite number of odd harmonics. For example, if the
fundamental frequency of the square wave is 1 kHz, the square wave can be synthesized by
adding the 1-kHz sine wave and harmonic sine waves of 3 kHz, 5 kHz, 7 kHz, 9 kHz, etc.
Comunicaciones Electrónicas
The more higher harmonics
that are added, the more
the composite wave looks
like a perfect square wave.
The Fig shows how the
composite wave would look
with 20 odd harmonics
added to the fundamental.
The results very closely
approximate a square wave.
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• El voltaje RMS o voltaje eficaz, o el cuadrado
medio de la raíz, es un método de denotar una
forma de onda senoidal de voltaje (forma de
onda de CA) como un voltaje equivalente que
representa el valor de voltaje DC que producirá el
mismo efecto de calentamiento o disipación de
potencia en el circuito, como esta tensión de CA.
• En otras palabras, la forma de onda es una forma
de onda AC, pero el valor RMS permite que esta
forma de onda se especifique como DC, porque
es la tensión DC equivalente que entrega la
misma cantidad de energía a una carga en un
circuito como la señal AC hace sobre su ciclo.
Comunicaciones Electrónicas
• La implicación de esto es que una onda cuadrada debe analizarse como una
colección de ondas sinusoidales relacionadas armónicamente en lugar de una sola
entidad de onda cuadrada. Esto se confirma al realizar un análisis matemático de
Fourier en la onda cuadrada. El resultado es la siguiente ecuación, que expresa el
voltaje en función del tiempo:
???
If an square wave has a peak voltage of 3 V and a frequency of
48 kHz. What is the frequency of the fifth harmonic
5 veces la fundamental 5x48 =240KHz
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Time Domain Versus Frequency Domain - Complex Signals.
La teoría de Fourier nos brinda una forma nueva y diferente de expresar e ilustrar señales complejas..
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The Relationship Between Rise Time and Bandwidth
Simple mathematical expression relating the rise time of a
rectangular wave and the bandwidth of a circuit required to pass
the wave without distortion is:
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Comunicaciones Electrónicas
Task 2.
1. Define the terms time domain and frequency domain.
2. Write the first four odd harmonics of 800 Hz.
3. What waveform is made up of even harmonics only?
5. What waveform is made up of odd harmonics only?
6. Why is a nonsinusoidal signal distorted when it passes through a filter?
Comunicaciones Electrónicas
1.1. Conceptos Fundamentales de Medios de Comunicación
1.2. Ancho de Banda y Capacidad de Información
1.4. Métodos de Acceso al medio
1.5. Estándares Alámbricos e Inalámbricos de Comunicación
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Limitaciones de los sistemas de comunicaciones
• Debido a las características físicas propias del canal
✓Ancho de banda limitado
✓Velocidad de transmisión limitada
• Debido a los componentes electrónicos usados en la implementación del Transmisor y el
Receptor.
✓Velocidad de Procesamiento
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Canal de Comunicación
• Puede ser
✓un par de hilos que llevan la señal eléctrica,
✓una fibra óptica que transporta la información sobre un haz de luz modulado,
✓un espacio libre sobre el cual se irradia la señal de información mediante el uso de una antena.
Medio de Transmisión
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Degradación de la Transmisión de datos
• En todo sistema de comunicaciones la señal que se recibe diferirá de la señal trasmitida.
✓Consecuencia de los efectos del canal sobre la señal transmitida
• Causas Principales:
✓Efectos Inductivos
✓Efectos Capacitivos
• Modifican Amplitud, Fase o la Frecuencia de las señales transmitidas
✓En el caso de señales analógicas el medio introduce ciertas alteraciones aleatorias que
degradan la calidad de la señal
✓En el caso de señales digitales se producen errores de bit
Medio de Transmisión
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Degradación de la Transmisión de datos
• Las dificultades mas significativas que generan degradación en la señal transmitida son:
✓Atenuación y distorsión de la atenuación
✓Distorsión de retardo
✓El ruido
❖Ruido Térmico
❖Ruido de Intermodulación
❖Crosstalk
❖Ruido Impulsivo
Medio de Transmisión
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Atenuación
• Pérdida de energía de la señal mientras atraviesa el medio de transmisión.
• Para no guiados (p.e., la atmósfera) hay otros factores que acentúan la atenuación
✓condiciones atmosféricas: lluvia, niebla, etc
• La atenuación es función de la distancia [dB/m] o [dB/Km]
Energía de
la señal
Distancia (km)
Medio de Transmisión
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Atenuación
• Se puede calcular con:
𝐴𝑑𝐵 = 10log 𝑃𝑒𝑛𝑣𝑖𝑎𝑑𝑎 Τ𝑃𝑟𝑒𝑐𝑖𝑏𝑖𝑑𝑎
Transmisor
Receptor
Canal
P1
Medio de Transmisión
P2
• La señal que se recibe debe tener suficiente energía para ser detectada e interpretada por la
circuitería electrónica del receptor
La señal recibida
✓SOLUCIÓN: amplificador o regenerador
• conservar un nivel de potencia suficientemente mayor que el de ruido
✓SOLUCIÓN: amplificador o regenerador
siempre debe tener
mayor energía que el
ruido
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Atenuación
• La atenuación es función creciente de la frecuencia
• A mayor frecuencia, mayor distorsión de la señal
✓SOLUCIÓN: evitar la atenuación con el diseño de amplificadores que trabajen en las distintas
frecuencias del sistema de comunicaciones para producir una respuesta plana en frecuencia
❖ecualizadores (modifican las características de frecuencia de la señal)
Medio
Rango de
Frecuencias
Atenuación Típica
Par Trenzado
0 a 1 MHz
3dB/Km a 1KHz
Cable Coaxial
0 a 500 MHz
7dB/Km a 10 MHz
Fibra Óptica
180 a 370 THz
0,2 a 0,5dB/Km
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Distorsión de Retardo
• En Medios Guiados
✓SOLUCIÓN: uso de ecualizadores corrige en parte el problema
• Para la señal digital es más acentuado este inconveniente por las posiciones que deben tener los
datos codificados y los modulados en fase.
✓Limita la máxima velocidad de transmisión
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Distorsión de Retardo
• En Medios No Guiados
• En general la distorsión de Retardo se genera Interferencia Intersimbólica (ISI)
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Ruido
• factor de mayor importancia de entre los que limitan las prestaciones de un sistemas de
comunicación
Ruido
Transmisor
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Ruido Térmico
• Se debe a la agitación térmica de los electrones, esta presente en todos los dispositivos electrónicos
y medios de trasmisión
• Ocupa cualquier banda de frecuencia y su efecto puede ser minimizado por el diseño apropiado de
la señal transmitida y su demodulador en el receptor.
✓También se llama ruido BLANCO porque tiene componentes aleatorias en todo lo ancho del
espectro de frecuencias, hasta aproximadamente 1012 𝐻𝑧
• Está en función de la temperatura.
• Está presente en todos los dispositivos electrónicos.
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Ruido Térmico
• Su amplitud varía continuamente siguiendo una distribución
normal (gaussiana)
✓ Si bien no se puede prever la amplitud del ruido para un
instante de tiempo, si se puede identificar una función de
distribución de probabilidad (pdf)
✓ Las amplitudes, debido a la agitación térmica, tiene una
pdf normal o Gaussiana representada por :
𝑝 𝑣 =
1
2𝜋𝜎 2
𝑒
− 𝑣−𝑉 2
2𝜎2
Donde:
• 𝑉 = Representa el valor medio o la componente continua
✓ También significa que es el valor esperado en la
distribución (media)
• 𝑣 = Representa el valor instantáneo de la señal aleatoria
• 𝜎 = Representa el valor RMS (desviación estándar)
• 𝜎 2 = Es el valor cuadrático medio (la Varianza)
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Ruido Térmico
Donde:
• Obviamente, ningún proceso físico real puede
tener un poder infinito y, por lo tanto, un
proceso blanco puede no ser un proceso físico
significativo.
• Constante de Plank → ℎ = 6,6 × 10−34 𝐽 ×
𝑠𝑒𝑔
• Sin embargo, el análisis de la mecánica
cuántica del ruido térmico muestra que tiene
una densidad espectral de frecuencia dada
por
ℎ𝑓
𝐺𝑛 𝑓 =
ℎ𝑓/𝑘𝑇
2 𝑒
−1
• Temperatura absoluta en grados Kelvin → T
• Constante de Boltzmann → 𝐾 = 1,3808 ×
10−23 𝐽/𝐾
• Frecuencia → 𝑓
• El máximo de 𝐺𝑛 𝑓 se da cuando 𝑓 = 0 y el
valor es 𝑘𝑇/2
• Para temperatura ambiente (300°𝐾), la
potencia del ruido se reduce 10% recién para
una frecuencia cercana a 2 × 1012 𝐻𝑧
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Ruido de Intermodulación
• Sucede cuando las señales de distintas frecuencias tiene que compartir el mismo medio de
Tx..
✓Provoca la aparición de nuevas frecuencias
❖Normalmente la suma o la diferencia de las frecuencias originales o múltiplos de
éstas (espurias), que no existían antes y que provocan una distorsión de la señal
original
✓También puede darse por sobrecarga por señales de mucha energía.
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Diafonía
• Se debe al acoplamiento eléctrico no deseado entre líneas adyacentes o cuando antenas de
microondas captan señales no deseadas
• Es del mismo orden de magnitud que el ruido térmico.
• Ejemplo: se captan señales de antena, otras conversaciones telefónicas, etc.
Equipo de comunicación
Potencia transmitida
TRANSMISOR
RECEPTOR
Potencia recibida
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Ruido Impulsivo
• Los anteriores tipos de ruido se pueden modelar, el ruido impulsivo es no continuo y esta
constituido por pulsos o picos irregulares.
✓ No Se puede modelar
• Se genera por una gran diversidad de causas
✓ tormentas eléctricas,
✓ defectos de la comunicación.
• En comunicaciones analógicas este ruido provoca “chasquidos” breves
• En medios de transmisión digital este ruido transforma ráfagas de bits que pierden toda la
información que transportaban
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Ruido sobre señales digitales
Comunicaciones Electrónicas
• ¿Qué limita la velocidad y la
distancia?
✓ Ancho de banda, limitado
por el canal (medio de
transmisión)
Sistema de
Comunicaciones
Digitales
✓ Perturbaciones en la
transmisión
Medios de
Transmisión
Guiados
✓ Interferencias
✓ Número de receptores
Canal
Consideración de importancia
Las características del medio
parámetro principal a tomar en
cuenta
- Maximizar
distancia
Las señales son digitales
- Maximizar
Velocidad
La característica de propagación
define la frecuencia de modulación
por portadora
Medios de
Transmisión
No Guiados
Parámetro principal a tomar en
cuenta Las señales son analógicas
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Relación Señal a Ruido (SNR)
• Indica la razón de la potencia de la señal (Signal) respecto a la potencia de la señal de ruido
(Noise)
• La relación S/N debe permanecer a un determinado nivel para mantener la señal de datos
separada de la señal de Ruido
• Al amplificar la señal, también se amplifica el ruido, por lo que la elección de la distancia
entre los amplificadores es una decisión importante
• Cuanto mayor S/N, se considera que el canal es más favorable para la comunicación
𝑆𝑁𝑅𝑑𝐵 = 10𝑙𝑜𝑔10
𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎𝑠𝑒ñ𝑎𝑙
𝑆
= 10𝑙𝑜𝑔10
𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎𝑟𝑢𝑖𝑑𝑜
𝑁
𝑆𝑁𝑅𝑑𝐵 = 20𝑙𝑜𝑔10
𝐴𝑚𝑝𝑙𝑖𝑡𝑢𝑑𝑠𝑒ñ𝑎𝑙
𝐴𝑚𝑝𝑙𝑖𝑡𝑢𝑑𝑟𝑢𝑖𝑑𝑜
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Relación Señal a Ruido (SNR)
• El parámetro SNR está directamente ligado a la
probabilidad de error en los sistemas de
comunicaciones digitales
✓Específicamente con la probabilidad de error de
que un bit 𝑃𝑒 o 𝑃𝐵 recibido sea erróneo
✓La figura de mérito para evaluar un sistema de
comunicaciones es en efecto la 𝑃𝐵 vs la relación
SNR
Para 𝐸𝑏 /𝑁0 ≥ 𝑥0 ,𝑃𝐵 ≤ 𝑃0
𝐸𝑏 𝑆
=
𝑁0 𝑁
probabilidad de
error de bit
• En los sistemas de comunicaciones digitales se
considera la relación normalizada 𝐸𝑏 /𝑁0
✓Donde:
❖𝐸𝑏 es la energía promedio de bit
❖𝑁0 es la densidad espectral de ruido
𝐸𝑏
𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑑𝑒 𝑏𝑖𝑡 𝑒𝑛 𝑇𝑏 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜𝑠
𝐽𝑜𝑢𝑙𝑒𝑠
=
=
𝑊𝑎𝑡𝑖𝑜𝑠ൗ
𝑁0 𝐷𝑒𝑛𝑖𝑠𝑑𝑎𝑑 𝐸𝑠𝑝𝑒𝑐𝑡𝑟𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑅𝑢𝑖𝑑𝑜
𝐻𝑧
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Comunicaciones Electrónicas
Relación Señal a Ruido (SNR)
• El parámetro 𝐸𝑏 es la energía de bit y puede ser
descrita como una señal de potencia S en el
tiempo del bit 𝑇𝑏 .
• N0 es la densidad espectral de potencia del ruido,
y puede ser como la potencia de ruido N dividido
por el ancho de banda W
𝑆ൗ
𝐸𝑏 𝑆 ∙ 𝑇𝑏
𝑅𝑏
=
=
𝑁ൗ
𝑁0 𝑁ൗ
𝑊
𝑊
1 𝑏𝑖𝑡𝑠
• La tasa de bit (rate bit) es entonces 𝑅𝑏 =
Para 𝐸𝑏 /𝑁0 ≥ 𝑥0 ,𝑃𝐵 ≤ 𝑃0
𝐸𝑏
= 𝑆𝑁𝑅
𝑁0
𝑇𝑏 𝑠𝑒𝑔
Comunicaciones Electrónicas
Mínimo Ancho de Banda de Nyquist
• Nyquist demostró que no es necesario enviar todo un ciclo de una señal para que el
receptor pueda interpretar el mensaje, sino que basta con solo dos muestras por ciclo para
que aún se pueda recuperar la señal original.
• Observó, que la velocidad de transmisión era proporcional al ancho de banda del circuito
establecido en Tx-Rx y que podía aumentarse mediante una codificación apropiada de la
señal.
• También demostró que una señal contenía, en todo momento, una componente continua de
amplitud constante, que, consumiendo parte de la potencia transmitida, no tenía utilidad y
podía ser añadida en el receptor, lo mismo que si hubiera sido transmitida por el circuito.
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Comunicaciones Electrónicas
Mínimo Ancho de Banda de Nyquist
• Nyquist establece entonces el teorema de mínimo ancho de banda que se necesita para la
trasmisión en banda base de Rs símbolos por segundos es de Rs/2 Hertz
• Rs significa tasa de símbolos
• En sistemas de comunicación digitales transmitimos (o recibimos) símbolos que son formas de onda
en una ventana de tiempo,
Tb. Tiempo de bit
✓Ese tiempo es el tiempo del símbolo 𝑻𝑺
• La tasa de símbolo transmitido (symbol rate) es entonces
1
1
𝑅𝑏
𝑅𝑏
𝑅𝑏
𝑠𝑖𝑚𝑏𝑜𝑙𝑜𝑠
𝑅𝑠 = =
=
=
=
𝑇𝑠 𝑘𝑇𝑏
𝑘
𝑙𝑜𝑔2 𝑀 𝑙𝑜𝑔10 𝑀
𝑠𝑒𝑔
𝑙𝑜𝑔10 2
• Para una constante entera 𝑘 ≥ 1 que indica el número de bits que son representados por un símbolo
M representa la cantidad de símbolos posibles que se puede transmitir.
Un símbolo no es más que un conjunto de bits
Comunicaciones Electrónicas
Ejemplo de transmisión de voz por un canal telefónico (par de cobre)
• La voz tiene un ancho de banda estimado de 4KHz,
✓por lo tanto, la tasa de muestreo mínima es de 8KHz,
✓La velocidad de muestreo es entonces 8000 muestras por segundo
• Si se desea transmitir voz digitalizada por un canal telefónico, la distancia entre dos muestras no debe ser
superior a 125𝜇𝑠.
periodo de 8KHz
• Esto significa que el código de bits de cada muestra debe mantener este tiempo máximo.
• Si se usa una señal PCM (Pulse-code modulation) 8 bits/muestra, cada conjunto de 8 bits deberá tener un
tiempo máximo de 125𝜇𝑠.
✓La tasa de bit 𝑅𝑏 = 8000
𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎𝑠
𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜
𝑏𝑖𝑡𝑠
𝑏𝑖𝑡𝑠
× 8 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 = 64000 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜 = 64𝐾𝑏𝑝𝑠
• En el caso de la norma americana, para cada Byte a transmitir, se destina 1 bit para control
✓Así, solo 7/8 de Byte se usan para datos y la velocidad será (7/8) 64 Kbps = 56 Kbps.
Es decir, para el canal de 64Kbps, para datos se utilizan 56 Kbps y
los 8Kbps restantes se utilizan para “control”.
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Comunicaciones Electrónicas
Entramado
• Una Trama define como los datos y la información de control se acomodan dentro de un flujo
(stream) de bits que se transmite por un canal de comunicaciones.
• Una trama muestra la definición de la estructura de los datos que son enviados a través de un
medio de comunicaciones utilizando una transmisión serial.
• De acuerdo con Nyquist, no es necesario tener la señal completa sino que basta con al menos
dos muestras por ciclo,
✓esto deja mucho tiempo libre que puede usarse para transmitir otra señal con la única
precaución de muestrearla en instantes distintos de las anteriores).
Comunicaciones Electrónicas
Entramado (Ejemplo de transmisión de voz
por un canal telefónico)
• Si se usa una señal 8PCM para codificar una
señal de voz donde 3 muestras aparecen
cada 125𝜇𝑠 ¿cuántos bits existirán dentro
de los 125𝜇𝑠?
• Si hay 3 muestras dentro de una
ventana temporal 125𝜇𝑠, deberán
exisitir 3 códigos binarios de 8 bits.
• Cada 𝐶𝑖 podría representar un canal de voz
para un usuario diferente
Un caso real es cuando se arman tramas de 32 canales, ahí estamos en
presencia de lo que se conoce como líneas E1.
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Comunicaciones Electrónicas
Capacidad de un sistema de comunicación
• Capacidad entendida como cantidad de usuarios
• Capacidad entendida como cantidad de datos que se pueden transmitir
Capacidad de Usuarios
• Por ejemplo a través de técnicas de Multiplexación
✓En tiempo (TDM)
✓En frecuencia (FDM)
✓En espacio (a través de MIMO)
Comunicaciones Electrónicas
Impacto del Ruido en el Canal
En la teoría de la información es el impacto del ruido en una señal. El aumento del ancho de banda aumenta la
velocidad de transmisión, pero también permite que pase más ruido.
La relación entre la capacidad del canal, el ancho de banda y el ruido se resume en lo que se conoce como el
teorema de Shannon-Hartley:
Dónde C es la capacidad del canal en bps
B es el bandwidth, Hz
S/N es signal-to-noise ratio
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06/06/19
Comunicaciones Electrónicas
EJEMPLO.
Se necesita calcular la capacidad máxima del canal de una línea telefónica cuyo ancho de
banda de 3100 Hz y una S / N de 30 dB.
Comunicaciones Electrónicas
Capacidad de transmisión de datos del Canal
• De acuerdo con Nyquist, es posible aumentar la capacidad de canal
✓Cambiando la forma de onda de la señales transmitidas
❖Aumentar el número de símbolos posibles
• Aumentar el número de símbolos tiene consecuencias
✓Estarán más próximos entre sí
✓Incrementa la probabilidad de Interferencia inter-simbólica
❖Las señales se ven más afectadas por el ruido
𝐶 = 𝐵𝑊𝑙𝑜𝑔2 𝑀
𝑏𝑖𝑡𝑠
𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜
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Comunicaciones Electrónicas
Capacidad de transmisión de datos del Canal (Teorema de Shannon - Hartley)
• Shannon mostró que la capacidad de un sistema C de un canal perturbado por ruido blanco
gaussiano (AWGN) es una función de:
✓La potencia promedio recibida S
✓La potencia de ruido promedio N, y
✓El ancho de banda BW.
𝑆
𝐶 = 𝐵𝑊𝑙𝑜𝑔2 1 +
𝑏𝑝𝑠
• La capacidad puede declararse como:
𝑁
• Esto significa que se puede aumentar la capacidad del canal aumentando la potencia de Tx
Comunicaciones Electrónicas
Capacidad de transmisión de datos del Canal (Teorema
de Shannon - Hartley)
• Entonces, es posible (teóricamente) trasmitir
información sobre un canal con cualquier tasa de bit
𝑅𝑏 , donde 𝑅𝑏 ≤ 𝐶.
• La capacidad de canal se puede normalizar aplicando
𝐶
𝐵𝑊
en
𝑏𝑖𝑡𝑠
𝑠𝑒𝑔
𝐻𝑧
como una función de la relación SNR.
• Sin embargo la potencia del ruido es proporcional al
ancho de banda: 𝑁 = 𝑁0 𝐵𝑊
𝐶
𝑆
= 𝑙𝑜𝑔2 1 +
𝐵𝑊
𝑁0 𝐵𝑊
𝑏𝑖𝑡𝑠
𝑠𝑒𝑔
𝐻𝑧
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Comunicaciones Electrónicas
Capacidad de transmisión de datos del Canal (Ejemplo)
• Considere un canal de voz para transmitir datos digitales vía módem.
✓Asuma un ancho de banda de 3100 Hz.
• Un valor típico para una línea VG (voice grade) es de 30 dB o una relación de 1000:1.
• 𝐵𝑊 = 3100𝐻𝑧
•
𝑆
𝑁 𝑑𝐵
= 30𝑑𝐵
𝐶 = 3100𝑙𝑜𝑔2 1 + 1000 𝑏𝑝𝑠
𝐶 = 30898𝑏𝑝𝑠 = 30,989𝐾𝑏𝑝𝑠
Comunicaciones Electrónicas
Capacidad de transmisión de datos del Canal (Ejemplo)
• Si se tiene un canal cuyo espectro esta entre 3Mhz y 4Mhz y la relación 𝑆/𝑁
potencias entre señal y ruido es de 24dB
𝑑𝐵
de
• Encontrar la capacidad máxima del canal de acuerdo a la consideración de Shanon.
•
𝑆
𝑁 𝑑𝐵
= 24𝑑𝐵 →
𝑆
𝑁
= 251,189
𝐶 = 3 × 106 𝑙𝑜𝑔2 1 + 251,189 = 23,935𝑀𝑏𝑝𝑠
𝐶 = 4 × 106 𝑙𝑜𝑔2 1 + 251,189 = 31,913𝑀𝑏𝑝𝑠
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Comunicaciones Electrónicas
Capacidad de transmisión de datos del Canal (Ejemplo)
• Si se tiene un canal cuyo espectro esta entre 3Mhz y 4Mhz y la relación 𝑆/𝑁
potencias entre señal y ruido es de 24dB
𝑑𝐵
de
• Considerando que la tasa anterior puede alcanzarse y de acuerdo a la fórmula de Nyquist´s,
¿cuantos niveles de señalización serían necesarios?
𝑏𝑖𝑡𝑠
𝐶 = 𝐵𝑊𝑙𝑜𝑔2 𝑀
𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜
• Para 𝐶 = 23,935𝑀𝑏𝑝𝑠:
23,935𝑀𝑏𝑝𝑠
3×106
𝐶
2𝐵𝑊 = 𝑀 → 𝑀 = 2
• Para 𝐶 = 31,913𝑀𝑏𝑝𝑠:
𝐶
31,913𝑀𝑏𝑝𝑠
4×106
2𝐵𝑊 = 𝑀 → 𝑀 = 2
= 252,184
= 252,1695
256
256
Comunicaciones Electrónicas
Capacidad de transmisión de datos del Canal
• Los resultados obtenidos en los ejmplos representan el máximo teórico que puede ser
alcanzado.
• En la práctica, sólo es posible alcanzar tasas inferiores.
• Esto, debido a que la fórmula de Shannon sólo asume ruido blanco; no incluye:
✓Ruido por impulsos
✓Atenuación
✓Distorsión por retraso
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Comunicaciones Electrónicas
Eficiencia de Transmisión
• Para el caso donde la tasa de transmisión de bit es igual a la capacidad del canal 𝑅𝑏 = 𝐶, podemos
𝑆
usar 𝑁
0𝐶
𝐸
= 𝑁𝑏
𝐶
𝑆
𝐸𝑏 𝐶
= 𝑙𝑜𝑔2 1 +
= 𝑙𝑜𝑔2 1 +
𝐵𝑊
𝑁0 𝐵𝑊
𝑁0 𝐵𝑊
0
• Entonces, si se conoce la capacidad de canal, se puede establecer la relación SNR
𝐸𝑏 𝐵𝑊 𝐶/𝐵𝑊
𝐸𝑏 𝐶
=
2
−1
2𝐶/𝐵𝑊 = 1 +
𝑁0
𝐶
𝑁0 𝐵𝑊
• Hay un límite para la relación Eb/N0
• Fuera de dicho límite, una comunicación no está libre de error con alguna
tasa de información.
• El error es posible determinar usando esta identidad: 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 = lim 1 + 𝑥
1/𝑥
𝑥→0
𝑥=
𝐸𝑏 𝐶
𝑁0 𝐵𝑊
Comunicaciones Electrónicas
Eficiencia de Transmisión
Al aumentar
la energía de
la señal
• aumentan
las no
linealidades
del sistema
Aumentar el
ancho de banda
del enlace
𝐶
𝐸𝑏 𝐶
= 𝑙𝑜𝑔2 1 +
𝐵𝑊
𝑁0 𝐵𝑊
𝑏𝑝𝑠
C/BW (bits por Hz alcanzados).
• aumenta la
potencia
de ruido
recibida
Disminuye la
relación señal a
ruido
• Disminuye la
Máxima
velocidad de
Transmisión
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06/06/19
Comunicaciones Electrónicas
Eficiencia de Transmisión
𝐶
𝐸𝑏 𝐶
= 𝑙𝑜𝑔2 1 +
𝐵𝑊
𝑁0 𝐵𝑊
𝑏𝑝𝑠
C/BW (bits por Hz alcanzados).
Comunicaciones Electrónicas
• Para un nivel de ruido dado, aparentemente la tasa de transmisión puede incrementarse
aumentando ya sea la potencia de la señal o el ancho de banda.
• Sin embargo, un incremento en la potencia de la señal, ocasiona un incremento en la no
linealidad del sistema, resultando en ruido de intermodulación.
• Dado que en el análisis de Shannon se asume la existencia de ruido blanco, entre más
extenso sea el ancho de banda, mayor será el ruido que ingresa al sistema.
✓Entonces, si BW aumenta, S/N disminuye.
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06/06/19
Comunicaciones Electrónicas
1.1. Conceptos Fundamentales de Medios de Comunicación
1.2. Ancho de Banda y Capacidad de Información
1.3. Métodos de Acceso al medio
1.4. Estándares Alámbricos e Inalámbricos de Comunicación
Comunicaciones Electrónicas
Hay que distinguir entre los sistemas de multiplexación y los sistemas de
acceso múltiple, se utilizan abreviaciones diferentes. FDM o TDM se
refieren a sistemas de multiplexación, mientras que FDMA o TDMA se
refieren a sistemas de acceso múltiple.
La multiplexación hace referencia a que diferentes mensajes de información (como conversaciones
telefónicas, transmisión simultánea de audio + vídeo + datos o diferentes canales de audio) generados en
una misma ubicación física, se combinan en una única señal con el fin de compartir un recurso de
comunicaciones.
El acceso múltiple hace referencia al proceso donde diferentes usuarios, en diferentes lugares (con diferentes
mensajes para transmitir) acceden al mismo medio, bien sea de forma simultánea o no simultánea, con el fin
de compartir el recurso de comunicaciones.
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06/06/19
Comunicaciones Electrónicas
METODOS DE ACCESO AL MEDIO
• TDMA. A cada usuario se le permite transmitir solo
dentro de intervalos de tiempo especificados
(intervalos de tiempo). Diferentes usuarios
transmiten en diferentes ranuras de tiempo.
Cuando los usuarios transmiten, ocupan todo el
ancho de banda de frecuencia (la separación entre
usuarios se realiza en el dominio del tiempo).
• FDMA. Cada usuario transmite sin limitaciones de
tiempo, pero utilizando solo una parte del ancho
de banda de frecuencia disponible total.
Diferentes usuarios están separados en el dominio
de frecuencia.
Comunicaciones Electrónicas
• CDMA . A cada usuario se le asigna una secuencia de código única (propagación código), que utiliza para codificar
su señal de datos. El receptor, conociendo la secuencia de códigos del usuario, decodifica la señal recibida y
recupera los datos originales. Los usuarios comparten tiempos y frecuencia
• El ancho de banda de la señal de datos codificada se elige para ser mucho más grande que el ancho de banda de la
señal de datos original, es decir, la codificación.
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06/06/19
Acceso al Medio sensado de portadora / detección de colisiones
Comunicaciones Electrónicas
• CSMA/CD
Mecanismo de acceso al medio basados en sensato de canal, que analiza el estado del canal antes de transmitir.
El Acceso múltiple por detección de portadora (CSMA), aunque es más eficiente que ALOHA o ALOHA ranurado, aún
tiene una ineficiencia evidente: cuando dos tramas chocan, el medio permanece inutilizable durante la transmisión de
ambas tramas dañadas.
CSMA / CD
- Detección de portadora: la capacidad de una tarjeta de red para detectar o detectar la comunicación en la
red
- Acceso múltiple: indica que en esa red hay varias estaciones a las que podría acceder al mismo tiempo
- Detección de colisión: el método necesario para detectar una colisión.
Comunicaciones Electrónicas
1.1. Conceptos Fundamentales de Medios de Comunicación
1.2. Ancho de Banda y Capacidad de Información
1.3. Métodos de Acceso al medio
1.4. Estándares Alámbricos e Inalámbricos de Comunicación
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06/06/19
Comunicaciones Electrónicas
Generalidades de los Canales Alámbricos
• Cables de cobre aislados, trenzados entre sí con un patrón regular, con cubierta común
• La red telefónica es un ejemplo de este tipo de canales y usado para transmisión de señales
de voz, así como transmisión de datos.
✓Tiene un ancho de banda de varios cientos de KHz.
• Las líneas de cable de par trenzado y el cable coaxial son básicamente canales
electromagnéticos guiados que proporcionan anchos de banda relativamente modestos.
✓Por otro lado, el cable coaxial tiene un ancho de banda utilizable de varios MHz.
Comunicaciones Electrónicas
Generalidades de los Canales Alámbricos – Par Trenzado Resumen
• + más económico, más fácil de instalar, mejoras tecnológicas
• - propiedades de transmisión peores que cable coaxial
• Aplicaciones:
✓ transmisión analógicas (bucle abonado, PBX, módems),
✓ transmisiones digitales (PBX, LAN)
• Tipos:
✓ UTP Cat1, Cat3, Cat4 (redes telefónicas y redes de ordenadores, tasas de 4, 16 y 20Mbps)
✓ UTP Cat5 (100Mbps), Cat5e (estándar redes LAN, 8 hilos, 125 Mbps)
✓ UTP Cat6 (garantizado 200 MHz, 8 hilos)
✓ STP (apantallado –pares individuales y común-, 300 MHz, 2 pares, más grueso, difícil de instalar)
❖Cat7 (4 pares, garantizado 600MHz, llega hasta 1200MHz)
✓ ScTP (FTP, apantallado común, 4 pares)
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06/06/19
Comunicaciones Electrónicas
Generalidades de los Canales Alámbricos – Par Trenzado Resumen
• UTP
Comunicaciones Electrónicas
Generalidades de los Canales Alámbricos – Coaxial Resumen
• limitaciones marcadas por la atenuación, el ruido térmico y el ruido de Intermodulación
• - menos susceptible a interferencias y diafonía que par trenzado gracias a la malla
• Ancho de banda en torno a los 500Mhz - La respuesta en frecuencia es más o menos plana hasta 400MHz
• Aplicaciones:
✓ Transmisión de información de alta velocidad y distancias de varios kilómetros
✓ Adecuado para transmisión de TV analógica por cable por múltiples canales (cientos de canales a decenas
de km)
✓ Permite la transmisión a grandes velocidades y la posibilidad de conectar muchos dispositivos
✓ Se utiliza en la red de telefonía: comunicación a larga distancia entre centrales, la conexión de periféricos
de alta velocidad y en redes de área local
✓ Usando FDM puede llevar hasta 10.000 canales de voz simultáneamente
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06/06/19
Comunicaciones Electrónicas
Generalidades de los Canales Alámbricos – Coaxial Resumen
• Coaxial
Comunicaciones Electrónicas
Generalidades de los Canales Alámbricos
• Las señales transmitidas por estos canales se
distorsionan
✓En amplitud y en fase
✓El ruido aditivo también afecta.
• Los canales alámbricos de par trenzado también son
propensos a interferencia de los canales físicamente
adyacentes
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06/06/19
Comunicaciones Electrónicas
Generalidades de los Canales de Fibra Óptica
• La fibras óptica en general ofrece al diseñador del sistema de comunicación un ancho de
banda de canal que es varios órdenes de magnitud mayor que los canales de cable coaxial.
• En los últimos años,
✓se han desarrollado cables de fibra óptica que tienen una atenuación de señal
relativamente baja
✓se han desarrollado dispositivos fotónicos altamente fiables para la generación de
señales y la detección de señales.
Comunicaciones Electrónicas
Generalidades de los Canales de Fibra Óptica
• El transmisor o modulador en un sistema de comunicación de fibra óptica es una fuente de luz, ya sea un diodo
emisor de luz (LED) o un láser.
• La información se transmite variando (modulando) la intensidad de la fuente de luz con la señal de mensaje.
• La luz se propaga a través de la fibra como una onda de luz y se amplifica periódicamente (en el caso de la
transmisión digital, es detectada y regenerada por los repetidores) a lo largo de la ruta de transmisión para
compensar la atenuación de la señal.
• En el receptor, la intensidad de la luz es detectada por un fotodiodo, cuya salida es una señal eléctrica que varía
en proporción directa a la potencia de la luz que incide sobre el fotodiodo.
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06/06/19
Comunicaciones Electrónicas
Frecuencias de Transmisión para Medios de Transmisión
Funcionamiento general de Comunicación Inalámbrica
Comunicaciones Electrónicas
Generalidades de los Canales Electromagnéticos Inalámbricos
• Uso de antenas en Tx y Rx.
• Las componentes de múltiples trayectos pueden ser constructivos o destructivos.
✓Esto es lo que genera el desvanecimiento de la señal (fading)
✓Decrementa la relación S/N en el receptor
• Si el receptor capta las señales transmitidas por múltiples trayectos se puede generar
interferencias inter-simbólicas en sistemas de comunicación digital.
• Generalmente se restablece en el Receptor con un control automático de ganancia, a
menos que la relación sea tan pequeña que no se pueda restablecer la señal por
condiciones atmosféricas.
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06/06/19
Comunicaciones Electrónicas
Generalidades de los Canales Electromagnéticos Inalámbricos
• Para obtener una radiación eficiente de energía electromagnética, la antena debe ser más
larga que 1/10 de la longitud de onda.
• Entonces, una estación de radio que transmite en la banda de frecuencia amplificada (AM),
𝑐
digamos a 𝑓𝑐 = 10𝑀𝐻𝑧 correspondiente a una longitud de onda de 𝜆 = 𝑓 = 300𝑚,
𝑐
requiere una antena de al menos 30 m.
• La propagación de las ondas electromagnéticas en la atmósfera y el espacio libre puede ser
divida en 3 categorías:
✓Propagación de Ondas por Tierra (ground-wave propagation)
✓Propagación de ondas celestes (sky-wave propagation)
✓y propagación de línea de vista (line-of-sight LOS)
Comunicaciones Electrónicas
Generalidades de los Canales Electromagnéticos
Inalámbricos
Propagación por Ondas de Tierra (en Superficie)
Las ondas viajan a través de
la porción más baja de la
atmósfera, abrazando a la
superficie terrestre, o el
agua del mar
Aplicación
•Transmisión de AM (AMBroadcasting)
Banda de
Frecuencia
•Frecuencia Media (MF)
•0,3 – 3MHz
Alcances
•Alcance de las estaciones de
radio más potentes se limita a
aproximadamente 100 millas
•Ruido Atmosférico
Perturbaciones •Ruido Térmico
•Ruido de interferencia
Usuales
humana
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06/06/19
Comunicaciones Electrónicas
Generalidades de los Canales Electromagnéticos Inalámbricos
• Propagación de ondas de Tierra - Bandas de frecuencia VLF
• Los anchos de banda de canal disponibles en estas bandas de frecuencia son relativamente pequeños
(generalmente de 1 a 10% de la frecuencia central)
• La información que se transmite a través de estos canales es relativamente lenta
✓ No se usa en comunicaciones Digitales
• Es típico el ruido que se genera a partir de la actividad de las tormentas eléctricas, especialmente en las
regiones tropicales.
• La interferencia resulta de los muchos usuarios de estas bandas de frecuencia
Comunicaciones Electrónicas
Generalidades de los Canales Electromagnéticos Inalámbricos
Propagación por ondas celestes
El calor limita la
propagación de ondas
ya que absorbe
frecuencias por debajo
de 2MHz
Densidad de Electrones
decae drásticamente
Estaciones más
potentes alcanzan la
capa F y las señales de
transmisión pueden
llegar más lejos
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06/06/19
Comunicaciones Electrónicas
Generalidades de los Canales Electromagnéticos Inalámbricos
• Propagación por ondas celestes
• Es típico la aparición de múltiples trayectos principalmente para ondas decamétricas (bajo
30MHz).
• En HF el ruido está principalmente compuesto por la combinación lineal (aditividad) entre el
ruido atmosférico y el ruido térmico sobre todo debido a los componentes electrónicos.
Comunicaciones Electrónicas
Generalidades de los Canales Electromagnéticos Inalámbricos
Propagación por ondas celestes
• La propagación por reflexión en la tropósfera para ondas
celestes deja de existir para frecuencias superiores a ≈ 30
MHz
• Es posible tener propagación de la dispersión ionosférica en
frecuencias en el rango de 30-60 MHz.
✓ como resultado de la dispersión de la señal desde la
ionosfera inferior.
• implican grandes pérdidas de propagación de la
señal
• requieren una gran cantidad de potencia de
transmisor y antenas relativamente grandes.
• También es posible comunicarse a través de distancias de
varios cientos de Km mediante el uso de la dispersión
atmosférica en frecuencias en el rango de 40-300MHz.
• La dispersión al agua resulta de la dispersión de la señal
debido a las partículas en la atmósfera a altitudes de 16Km
o menos.
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06/06/19
Comunicaciones Electrónicas
Generalidades de los Canales Electromagnéticos Inalámbricos
Propagación por ondas celestes
• Para frecuencias superiores a 30MHz, las señales pueden atravesar la ionósfera con baja atenuación, en
consecuencia es posible las comunicaciones satelitales.
• Para VHF, la propagación que se usa es únicamente de línea de vista (LOS).
• Los sistemas de comunicación terrestre deben mantener LOS
✓ La llamada línea de vista no es el horizonte de visión sino de radio frecuencia y aprovecha la
curvatura de la tierra.
✓ Por esto usan torres con altas para incrementar la cobertura
• Una antena a 300m de altura permitiría
un alcance de 80Km aproximadamente
Comunicaciones Electrónicas
Generalidades de los Canales Electromagnéticos Inalámbricos
Propagación por ondas celestes
• En las frecuencias de la banda SHF, sobre los 10 GHz, ocupan tecnologías con LOS y para
comunicaciones satelitales.
✓las condiciones atmosféricas desempeñan un papel importante en la propagación de la
señal.
• La banda de EHF (Extremely High frequency) se usa principalmente para propagación espacial e
Investigación
✓Radar
✓Satélites
✓Comunicaciones experimentales
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06/06/19
Comunicaciones Electrónicas
Generalidades de los Canales Electromagnéticos Inalámbricos
Propagación por ondas celestes
• Sobre las frecuencias de EHF están las regiones de infrarrojo y luz visible del espectro
electromagnético que se pueden usar para proporcionar una comunicación óptica.
• Li-Fi (light fidelity)
✓ Usa el espectro de luz visible o luz ultravioleta (incluso NIR)
✓ Picos de velocidad hasta 20Gbps (La luz se enciende y apaga 20Millones de veces por segundo)
✓ Usando la reflexión de la luz en las paredes se alcanzan velocidades de 70Mbps
✓ Velocidades medias de transmisión entre 15Mbps a 20Gbps
Comunicaciones Electrónicas
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06/06/19
Comunicaciones Electrónicas
Frecuencias de Transmisión para Medios de Transmisión
A
30MHz – 1GHz
B
C
1GHz – 40GHz 30x1011 – 2x1014Hz
Para medios no
Guiados, las
principales bandas
son:
A) RF
B) Microondas
C) Infrarrojos
Comunicaciones Electrónicas
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06/06/19
Comunicaciones Electrónicas
Otros Canales Electromagnéticos Inalámbricos
• Comunicaciones Submarinas
• Es otro tipo de comunicación inalámbrica.
• La principal diferencia con respecto a otras formas de
comunicación inalámbrica es que la comunicación bajo el
agua se suele concebir con propagación acústica frente a
ondas electromagnéticas en sistemas inalámbricos de
radiofrecuencia.
• Los submarinos pueden comunicarse con estaciones fijas
ubicadas en el fondo del mar o con barcos en la
superficie
Comunicaciones Electrónicas
• Comunicación Serie / Paralelo
Se envían
todos los bits
juntos
0
1
0
1
0
0
1
0
Se envía un
bit a la vez
0
1
0
1
0
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
0
01 0 010 10
0
1
0
1
0
0
1
0
Varias Líneas de
transmisión
Puede ser neceario
conversor S/P
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06/06/19
Comunicaciones Electrónicas
Transmisión Serie: Asíncrona – Síncrona
• Sincronización: El transmisor informa al receptor, en qué instantes de tiempo va a transmitir
✓Sincronización por bit
✓Sincronización por trama
✓Sincronización por caracter de palabra
• Por lo general hay una señal de reloj común para Tx y Rx y así determinar los instantes en que se
reciben datos
Comunicaciones Electrónicas
Transmisión Serie: Asíncrona – Síncrona
• Sincronización: El transmisor informa al receptor, en qué instantes de tiempo va a transmitir
✓Sincronización por bit
✓Sincronización por trama
✓Sincronización por caracter de palabra
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06/06/19
Comunicaciones Electrónicas
Transmisión Serie: Asíncrona – Síncrona
• Sincronización: El transmisor informa al receptor, en qué instantes de tiempo va a transmitir
✓Sincronización por bit
✓Sincronización por trama
✓Sincronización por caracter de palabra
Comunicaciones Electrónicas
Transmisión Serie: Asíncrona – Síncrona
• Inicio o fin de trama
✓Consiste en el envío de una trama de datos formada por un bloque de información, precedido de
un grupo de bits de sincronismo (SYN) y terminado por otro grupo de bits al finalizar el bloque
(TEB)
✓Transmisión síncrona es más eficiente, gracias la agrupación de caracteres en bloques,
reduciéndose el número de caracteres de control
• Para saber cuándo muestrear
• Bits de sincronismo sirven para sincronizar los relojes de emisor y receptor
✓así ambos tendrán la misma medida para la duración de un bit
❖Sincronismo o bien se extrae de la propia señal o bien se envía aparte
❖Se evita el tener que usar un bit de start y un bit de stop por cada carácter
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06/06/19
Comunicaciones Electrónicas
ethermet
Ejemplo para estándar IEEE 802.3
Comunicaciones Electrónicas
Transmisión Serie: Asíncrona – Síncrona
• Si no se transmite ningún carácter, la línea entre el emisor y el receptor está en reposo (1 binario,
tensión negativa)
• Al principio de cada unidad de información se indica con un bit de arranque (start). A continuación se
transmite el carácter.
• Por último, se envía al menos un bit de parada (stop).
✓Separación entre dos caracteres puede ser arbitraria
• Posibles errores de sincronismo no se acumulan, puesto que se parte de un estado cero con cada
nuevo carácter
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06/06/19
Comunicaciones Electrónicas
Transmisión Serie: Asíncrona – Síncrona
• Para que la transmisión asíncrona funcione correctamente el transmisor y el receptor deben
funcionar a la misma velocidad
- Modulación con Portadora (se
eleva la frecuencia)
- Se usan señales analógicas
Generalmente comunicaciones sobre
medios guiados
- Conjunto finito de señales
- Modulación en banda Base (M-PAM)
- Se usan señales analógicas
Transmisión en banda Base
Frecuencias Intermedias / Altas
frecuencias
Comunicaciones Inalámbricas
- Conjunto finito de señales
Baja frecuencia
Transmisión en Banda Pasante
Comunicaciones Electrónicas
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06/06/19
Comunicaciones Electrónicas
Transmisión Pasa Banda
• La Información digital se usa para modular una portadora sinusoidal
• La portadora cambia de forma (se modula) según la secuencia de datos al modificar:
✓Amplitud de la portadora
✓Fase de la portadora
✓Alguna combinación de amplitud y fase
Comunicaciones Electrónicas
Transmisión Pasa Banda
Modulación en Amplitud AM / ASK
Modulación en Fase PM / PSK
Modulación en Frecuencia FM / FSK
•
•
•
•
NC-FSK
CO-FSK
MSK
GMSK
Modulación en Amplitud y Cuadratura QAM
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06/06/19
Comunicaciones Electrónicas
Técnicas de Modulación Digital
• Modulaciones con Portadora Digital
• El proceso consiste en transformar datos analógicos a señales digitales
• Se usan Codificadores (CODECs) para construir la señal digital (PCM)
✓ Representación de la secuencia de bits obtenida por la codificación de las muestras (señal PAM) obtenidas
por el conversor Analógico/Digital
• A la salida se obtiene tren de impulsos, alguno de cuyos parámetros controla la señal
moduladora
Cualquier modulador Digital
Comunicaciones Electrónicas
Diagrama de Bloques de un sistema de modulación en banda base en general
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