COMUNICACIÓN Transferencia de información de un lugar a otro lugar. Debe ser:

Eficiente

Confiable

Segura

SISTEMA DE COMUNICACIÓN Definición: Componentes o subsistemas que permiten la transferencia / intercambio de información.

ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE

COMUNICACIÓN

Transductor de entrada

Convierte el mensaje a un formato adecuado para su trasmisión. El: micrófono convierte las ondas sonoras en variaciones de voltaje.

Trasmisor (TX)

Adecua la señal eléctrica de entrada a las características del medio de trasmisión.

Modulación (AM, FM, PSK). Modifica parámetro de una portadora de acuerdo al mensaje. Ej: AM-

Traslada el mensaje a la banda pasante del canal.

Codificación- se elimina redundancia presente en el mensaje (compresión) y se agrega redundancia (bits

de paridad) para aumentar inmunidad frente al ruido. (JPEG)

Otras funciones: Amplificar, Filtrar

Canal

Medio que hace de nexo entre el trasmisor y el receptor. El canal degrada la señal, introduce: -Ruido

-Atenuación

-Distorsión

-Interferencia

Receptor (RX)

Reconstruye la señal de entrada a partir de la señal recibida. Proceso inverso al realizado en el TX. Demodular, Decodificar

Otras funciones: Amplificar, Filtrar

Transductor de salida

Convierte la señal eléctrica a su entrada en una forma de onda adecuada

COMUNICACIÓN ALÁMBRICA E INALÁMBRICA

La información que se transmite entre el receptor y el emisor debe adaptarse al canal de transmisión. Ello

implica la necesidad de disponer de un soporte adecuado a través del cual pueda viajar la información.

Los sistemas de comunicaciones actuales utilizan básicamente dos tipos de soporte, lo que permite hablar

de dos clases diferentes de comunicación:

Comunicación alámbrica: también llamada comunicación por cable, pues tiene lugar a través de líneas o

cables (tradicionalmente de cobre) que unen al emisor y al receptor. La información se transmite mediante

impulsos eléctricos.

Comunicación inalámbrica: en este caso el soporte material a través del cual tiene lugar la

comunicación es el propio espacio, y concretamente en la atmósfera terrestre, el aire. La información se transmite mediante ondas de radio.

¿QUÉ TIPO DE COMUNICACIÓN USAR? Para decidir cuándo usar uno u otro tipo de comunicación debemos valorar:

Las interferencias. Los cables pueden «blindarse» para que haya pocas interferencias del exterior. En

cambio, la propagación por radio puede sufrir interferencias. Por ejemplo, habrás observado que un

secador provoca ruido en la radio. Y el teléfono móvil se oye, en general, algo peor que el fijo. El coste. Es mucho más caro un sistema por cable que uno por radio. En el sistema por cable es necesario

construir una red que comunique al emisor con los receptores; y en el sistema inalámbrico, no.

La ubicación. Es una gran ventaja del sistema inalámbrico. Si una persona desde un desierto quiere

hablar por teléfono fijo con una ciudad, no podrá, ya que no hay un cable desde el punto en el que está

hasta el lugar donde quiere hablar. En cambio, si utiliza un teléfono que se comunica con un satélite, solo

necesita que el satélite pase por encima de él para hablar.

CANAL

Capacidad del canal: Es la cantidad máxima de unidades de información que pueden transferirse por

unidad de tiempo a través de un canal, la capacidad de Bits por segundo depende de: El ancho de banda (W)

La potencia de la señal (S) La potencia del ruido (N)

C = W . Log2 ( 1 + S /N)

Ancho de Banda: Es el rango de frecuencias a las cuales es permitido transitar por un canal de

comunicación, aquellas frecuencias por fuera de este rango se eliminan. Se encuentra relacionado con la

cantidad de datos que una línea puede transportar. Velocidad de Modulación (Vm): Es el número máximo de veces que puede cambiar (conmutar) la señal

en el canal, su unidad de medida es el baudio. Velocidad de Transmisión (Vt) : Es el número de elementos binarios (bits) enviados por el canal por

unidad de tiempo, su unidad de medida son los bits por segundo. Relación Señal Ruido (Signal to Noise Ratio): Es la relación entre la cantidad de señal deseada y el

ruido no deseado en un punto del cable. (Potencia de la señal sobre la potencia del ruido) Tipos de cables

El funcionamiento del sistema cableado deberá ser considerado no sólo cuando se están apoyando

necesidades actuales sino también cuando se anticipan necesidades futuras. Hacer esto permitirá la

migración a aplicaciones de redes más rápidas sin necesidad de incurrir en costosas actualizaciones de

sistema de cableado. Los cables son el componente básico de todo sistema de cableado existen diferentes

tipos de cables. La elección de uno respecto a otro depende del ancho de banda necesario, las distancias

existentes y el coste del medio.

Cada tipo de cable tiene sus ventajas e inconvenientes; no existe un tipo ideal. Las principales diferencias

entre los distintos tipos de cables radican en la anchura de banda permitida (y consecuentemente en el

rendimiento máximo de transmisión), su grado de inmunidad frente a interferencias electromagnéticas y

la relación entre la amortiguación de la señal y la distancia recorrida.

En la actualidad existen básicamente tres tipos de cables factibles de ser utilizados para el cableado en el interior de edificios o entre edificios:

Coaxial

Par Trenzado (2 pares)

Par Trenzado (4 pares)

Fibra Óptica

(De los cuales el cable Par Trenzado(2 y 4 pares) y la Fibra Óptica son reconocidos por la

norma ANSI/TIA/EIA-568-A y el Coaxial se acepta pero no se recomienda en instalaciones nuevas)

Cable Coaxial

El cable coaxial para banda base y el cable coaxial para banda ancha son muy parecidos en su construcción, pero sus principales diferencias son: la cubierta del cable, los diámetros y la impedancia.

El cable coaxial para banda base es de 3/8 de pulgada y utiliza una cubierta de plástico, mientras que el

cable coaxial para banda ancha es de ½ pulgada y esta cubierto de una malla o tela de aluminio y funda

protectora de plástico.

Coaxial Grueso (IEEE 802.3 10Base5)

Opera en la transferencia de datos a 10 Mbps en una sola banda (banda ancha) y alcanza distancias

máximas de 500m. Transmisión análoga.

Banda Ancha= Frecuencia superior a 4Khz

10= velocidad en Mbps

5= 5 multiplicado por 100

Impedancia 75 !

Frecuencia 300 Mhz

El tipo de conector utilizado es el tipo N

Coaxial Delgado (IEEE 802.3 10Base2)

Opera en la transferencia de datos a 10 Mbps en banda base y alcanza distancias máximas de 185m.

Transmisión digital.

10= velocidad en Mbps

Impedancia 50 ! El tipo de conector utilizado es el tipo BNC

Par Trenzado (Twisted Pair) IEEE 10BaseT

Son dos hilos de cobre aislados, generalmente de 1mm de espesor entrelazados en forma helicoidal. La

forma trenzada del cable se utiliza para reducir la interferencia eléctrica con respecto a los pares cercanos

que se encuentran alrededor (Dos cables paralelos se constituyen en una antena simple, en tanto un par

trenzado no). El ancho de banda depende del grosor y la longitud. Se usan tanto para transmisión

analógica como digital y es recomendado por la normativa EIA/TIA 568 se divide en:

UTP (Unshielded Twisted Pair) Utilizado generalmente en el sistema telefónico, por lo general vienen 4 pares de hilos cubiertos por una

funda plástica, y algunas veces tienen cubiertas de aluminio para ayudar a incrementar la velocidad de

transmisión de datos y protegerlos del ruido STP (Shielded Twisted Pair) Cada par se cubre con una malla metálica, de la misma forma que los cables coaxiales, y el conjunto de

pares se recubre con una lámina blindada. Se referencia frecuentemente con sus siglas en inglés STP

(Shield Twiested Pair, Par Trenzado blindado).

Especificaciones:

Distancia máxima 100 metros

Impedancia 100 !

Mínimo 2 pares

Máxima velocidad de transferencia entre 10 y 100 Mbps.

Emplea conectores RJ45

Fibra Óptica Los cables de fibra óptica se usan para transmitir señales digitales de datos en forma de pulsos modulados

de luz. La fibra óptica consiste en un cilindro de vidrio extremadamente delgado, llamado centro (Core) y

recubierto de vidrio conocido como Cladding. Se usa tanto en banda base como en banda ancha. Existen

dos fibras por cable, una de transmisión y otra de recepción.

La fibra puede transmitir a 100Mbps y no tiene interferencias de ningún tipo, la distancia máxima

recomendada es de 1000m.

Tipos: Puede ser unimodo (Single Mode) y mutimodo (multimode).

La unimodo se utiliza para grandes distancias y requiere de un láser

La multimodo se usa en distancia mas pequeñas, es mas barata y emplea un diodo emisor de luz (Led).

Usa conectores ST y SMA

Transmisión

Para transportar la información de un lugar a otro es necesario contar con unos Mensajeros: Las Señales

PROBLEMAS DE LA TRANSMISION CONTAMINACIONES DE LA SEÑAL

Durante la transmisión de la señal ocurren ciertos efectos no deseados. Uno de ellos es la atenuación, la

cual reduce la intensidad de la señal; sin embargo, son más serios la distorsión, la interferencia y el ruido,

los cuales se manifiestan como alteraciones de la forma de la señal. Al introducirse estas contaminaciones

al sistema, es una práctica común y conveniente imputárselas, pues el transmisor y el receptor son

considerados ideales. En términos generales, cualquier perturbación no intencional de la señal se puede

clasificar como "ruido", y algunas veces es difícil distinguir las diferentes causas que originan una señal contaminada. Existen buenas razones y bases para separar estos tres efectos, de la manera siguiente:

Atenuación: Desgaste que sufre la señal de energía ocasionada por la distancia entre el emisor y el

receptor. Toda señal eléctrica al ser transmitida por un medio físico o por espacio experimenta una

perdida de potencia denominada atenuación. Se mide normalmente en decibelios por unidad de distancia

La atenuación debe de tenerse en cuenta a la hora de diseñar un circuito por la necesidad que existe de

recibir la señal con un nivel suficiente y una baja relación señal - ruido que asegure la calidad de la

transmisión.

Distorsión: Es la deformación que experimenta la señal al ser transmitida por un canal debida a la

respuesta imperfecta del sistema a ella misma. A diferencia del ruido y la interferencia, la distorsión

desaparece cuando la señal deja de aplicarse. Interferencia: Es la contaminación por señales extrañas, generalmente artificiales y de forma similar a

las de la señal. El problema es particularmente común en emisiones de radio, donde pueden ser captadas

dos o más señales simultáneamente por el receptor. La solución al problema de la interferencia es obvia; eliminar en una u otra forma la señal interferente o su fuente. En este caso es posible una solución

perfecta, sí bien no siempre práctica. Ruido: Interferencia externa sobre la señal transmitida. Por ruido se debe de entender las señales

aleatorias e impredecibles de tipo eléctrico originadas en forma natural dentro o fuera del sistema.

Cuando estas señales se agregan a la señal portadora de la información, ésta puede quedar en gran parte

oculta o eliminada totalmente. Por supuesto que podemos decir lo mismo en relación a la interferencia y

la distorsión y en cuanto al ruido que no puede ser eliminado nunca completamente, ni aún en teoría.

¿QUÉ ES UNA SEÑAL?

Todo aquello que sea capaz de indicar información. La variación de un fenómeno físico puede ser

utilizada para transmitir información y pueden ser según el medio físico:

Señales de corriente o voltaje: El medio físico lo constituyen Hilos o Cables Eléctricos. Señales Electromagnéticas: El medio físico podría ser la atmósfera (espacio libre) o la fibra óptica. Modulación: Técnica por medio de la cual se varían uno o mas de los parámetros de una señal, la Señal

Portadora, en función de otra, la Señal Moduladora, para conducir la Señal Modulada que transporta la

información a un punto remoto. Señal Portadora (Mensajero)

Señal Moduladora (Información)

Señal Modulada (Mensajero con la información)

Existen múltiples modalidades de modulación debido a que tanto la señal moduladora como la portadora

pueden ser análogas o digitales.

MODULACIÓN Y DESMODULACIÓN

Por razones que se explican más adelante, no es práctico propagar energía electromagnética de baja

frecuencia por la atmósfera de la tierra. Por lo tanto, con las comunicaciones de radio, es necesario

superponer una señal de inteligencia de frecuencia relativamente baja a una señal de frecuencia

relativamente alta para la transmisión. En los sistemas de comunicaciones electrónicas analógicas, la

información de la fuente (señal de inteligencia) actúa sobre o modula una señal senoidal de frecuencia

única.

Modular simplemente significa variar, cambiar o regular. Por lo tanto, la información de la fuente de

frecuencia relativamente baja se llama señal de modulación, la señal de frecuencia relativamente alta, sobre la cual se actúa (modulada) se llama la portadora, y la señal resultante se llama la onda modulada o

señal. En esencia, la información de la fuente se transporta a través del sistema sobre la portadora.

Con los sistemas de comunicaciones analógicas, la modulación es el proceso de variar o cambiar alguna

propiedad de una portadora analógica de acuerdo con la información original de la fuente.

Recíprocamente, la demodulación es el proceso de convertir los cambios en la portadora analógica a la

información original de la fuente. La modulación se realiza en el transmisor, en un circuito llamado

modulador, y la demodulación se realiza en el receptor, en un circuito llamado demodulador. La señal de

información que modula la portadora principal se llama señal de banda base o simplemente banda base.

La banda base es una señal de información, como un canal telefónico sencillo, y la señal de banda base

compuesta es la señal para la información total, como varios cientos de canales telefónicos. Las señales de banda base se convierten a partir de su banda de frecuencia original a una banda más adecuada para

transmisión a través del sistema de comunicaciones. Las señales de banda base se convierten en

frecuencia alta en el transmisor y se convierten en frecuencia baja en el receptor. La traslación de

frecuencia es el proceso de convertir una frecuencia sencilla o una banda de frecuencias a otra ubicación

en el espectro de la frecuencia total.

El término canal es comúnmente utilizado, cuando se refiere a una banda especifica de frecuencias

distribuidas, para un servicio en particular o transmisión. Por ejemplo, un canal estándar de banda de

frecuencia para voz ocupa un ancho de banda de 3 kHz y se utiliza para la transmisión de señales de voz

de calidad. Un canal de RF se refiere a una banda de frecuencias usadas para propagar señales de

radiofrecuencia, tal como un canal sencillo y comercial de emisión FM que ocupa, aproximadamente, una banda de frecuencias de 200 kHz dentro de la banda total de 88 a 108 MHz asignada para la transmisión

comercial de FM.

La ecuación descrita abajo es la expresión general para una onda senoidal variante con el tiempo de

voltaje, tal como una portadora analógica. Tres propiedades de una onda senoidal pueden ser variadas: la

amplitud (V), la frecuencia (f), la fase (0), o cualquier combinación de dos o más de estas propiedades. Si

la amplitud de la portadora es variada proporcionalmente a la información de la fuente, resulta la amplitud

modulada (AM) Si la frecuencia de la portadora varia proporcionalmente a la información de la fuente,

resulta la frecuencia modulada (FM) Si la fase de la portadora varia proporcionalmente a la información

de la fuente, resulta la fase modulada (PM)

v(t) = V sen(2Pft) + F)

en donde

v(t) =onda de voltaje que varía senoidalmente en el tiempo

V =máxima amplitud (volts) f =frecuencia Hz)

F=fase (radianes)

Hay dos razones importantes de porque es necesaria la modulación en un sistema de comunicaciones

electrónicas. La primera es el hecho de que es extremadamente difícil irradiar señales a frecuencias bajas

por la atmósfera de la Tierra en forma de energía electromagnética. Segundo, las señales de información frecuentemente ocupan la misma banda de frecuencia y, si son transmitidas en su forma original,

interferirán. Un ejemplo de esto es la banda radiodifusora de FM comercial.

Todas las estaciones FM emiten información de voz y música que ocupa la banda de frecuencias de audio

de 0 a 15 kHz.

Cada estación traslada su información a una banda de frecuencia diferente (canal), para que sus

transmisiones no interfieran con las transmisiones de las demás. Las razones para la modulación y

demodulación.

TIPOS DE SEÑAL

SEÑAL ANÁLOGA: Usa variaciones (modulaciones) en una señal, para enviar información. Es

especialmente útil para datos en forma de ondas como las ondas del sonido. Las señales análogas son las

que usan normalmente su línea de teléfono y sus parlantes.

Las señales análogas toman un conjunto infinito de valores en un intervalo de interés.

El equipo usado para efectuar esta transformación se le denomina genéricamente Digitalizador.

Si la red es análoga y las señales que se desean transmitir son digitales deben ser previamente moduladas.

Al equipo usado para efectuar esta transformación se le denomina genéricamente Modem.

Debido a la Atenuación propia del medio, las señales análogas deben ser Amplificadas por consiguiente,

el ruido que acompaña a la señal también es amplificado. La información esta contenida en la forma de onda que se transmite.

Las señales análogas se pueden modular en:

Amplitud Modulada: Se emplean dos niveles diferentes de voltajes para representar el 0 y el 1

respectivamente. Frecuencia Modulada: Se utilizan dos o mas tonos diferentes. Modulación por Fase: La portadora se desplaza en forma sistemática 45,135,225 o 315 grados, en

intervalos espaciados de manera uniforme, y para cada uno de estos desplazamientos de fase transmite 2

bits de información.

Sistemas Analógicos:

señales continuas (voz, video)

maximizar SNR. No es posible SNR infinita en canales

Con ruido restricciones:

ancho de banda de transmisión

potencia trasmitida

SEÑAL DIGITAL: Es una corriente de 0 y 1 toman un conjunto finito de valores en un intervalo de

interés. La información esta contenida en los pulsos codificados que se transmiten.

Cuando la red es digital y las señales que se desean transmitir son análogas, estas deben ser previamente

digitalizadas.

Debido a la Distorsión provocada por el medio, las señales digitales deben ser regeneradas, por

consiguiente la señal transmitida mantiene su forma original hasta llegar al destino.

La señal digital se puede modular por:

Modulación por Impulsos Codificados MIC

Pulse Coded Modulation (PCM)

Cuando se habla por teléfono sale una señal análoga normal que después se digitaliza mediante

un Codec produciendo un numero de 7 u 8 bits. El Codec efectúa 8000 muestras por segundo (125 s /muestra) con este número de muestras es suficiente para capturar toda la información de un ancho de

banda de 4Khz.

Sistemas Digitales:

número finito de señales (texto, datos)

minimizar Pe. Es posible trasmitir sin errores en

canales con ruido restricciones:

ancho de banda de transmisión

energía trasmitida

TIPOS DE TRANSMISIÓN

SERIE: Transmisión sobre un canal de una sola línea, la mayoría de las redes de comunicaciones

utilizan la transmisión en serie entre terminales y computadoras. En la transmisión serie los bits van uno

detrás de otro a través de un cable. Se requiere de una sincronización. PARALELO: Los datos pueden transmitirse entre ordenadores y terminales mediante cambios de

corriente o tensión en un cable, salen un grupo de bits a la vez por varias líneas (Se pude decir que el

paralelo es la unión de varias series), o sea cada bit de un carácter se traslada por su propio cable. Hay una señal llamada Strobe o reloj que va sobre un cable adicional e indica al receptor cuando están

presentes todos los bits sobre sus respectivos cables para que se pueda tomar una muestra de valores.

La comunicación en paralelo es útil a corta distancia, siendo mas rápida.

LAS ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS Medios para la comunicación

Pese a las diferentes vías en las que es posible la transmisión de la información, subyace el siguiente

criterio: -ya sea que necesiten un soporte material, como un cable, para que la corriente eléctrica que conduce dicha información llegue al destino en el que será decodificada-, -o que no sea requerido un

elemento material conductor-, es la electricidad la encargada de la tarea de trasladar un mensaje, en forma

de señal. Las ondas electromagnéticas permiten la transmisión de mensajes o señales.

El físico alemán Heinrich Rudolf Hertz, en 1887, demostró que la electricidad puede transmitirse en

forma de ondas electromagnéticas. Se basó en la teoría de James Maxwell quien afirmó que las

oscilaciones eléctricas pueden propagarse por el espacio.

Se difunden en el espacio de modo similar al movimiento del agua en un estanque, tal como puede

observarse al arrojar en él una piedra y se desplazan a trescientos mil kilómetros por segundo en el vacío.

Pero cuando atraviesan materias de diferente densidad, su velocidad decrece en función de cuál sea la densidad de las mismas.

Tienen componentes eléctricos y magnéticos. Los campos eléctricos y magnéticos de estas ondas vibran

en un plano que generalmente es horizontal o vertical. Ambos componentes son perpendiculares entre sí y

su dirección de propagación es, también perpendicular a estos componentes.

La unidad básica para medir la frecuencia de las ondas electromagnéticas o hertzianas es el hertzio o

hercio o Hertz (Hz)

Una frecuencia de 1Hz significa que se produce una oscilación o ciclo en un segundo.

Las unidades de medida de las frecuencias de las ondas electromagnéticas, además del hertzio son:

Kilohertzios (KHz): miles de ciclos por segundo: 1000 Hz.

Megahertzios (MHz): millones de ciclos por segundo: 1000000Hz. Gigahertzios (GHz): miles de millones de ciclos por segundo: 1000000000Hz.

.

Las radiaciones electromagnéticas son las generadas por partículas eléctricas y magnéticas moviéndose

a la vez (oscilando). Cada partícula genera lo que se llama un campo, por eso también se dice que es una

mezcla de un campo eléctrico con un campo magnético. Estas radiaciones generan unas ondas que se

pueden propagar (viajar) por el aire e incluso por el vacío. Imaginemos que movemos de forma oscilatoria

(de arriba a bajo) una partícula cargada eléctricamente (o magnéticamente) como la de la figura:

Como vemos se crea una perturbación a su alrededor, que es lo que llamamos una onda. Esta onda

depende de la velocidad con la que movamos la partícula (y fuerza), y de la amplitud o distancia entre el

inicio y el final del recorrido.

Cambiando estos valores

podemos cambiar el tamaño de la

onda. La onda generada tendrá la

misma forma pero más grande

y/o con mas ondulaciones por

segundo.

Si la partícula tiene un

componente eléctrico, pero

también uno magnético ya

tenemos generada una radiación

electromagnética, con su onda

electromagnética. Vamos

analizar la onda generada. Para

medir una onda tenemos 3 datos

muy importantes como podemos ver en la siguiente figura:

Longitud de Onda: Distancia

entre dos crestas. Amplitud : Es la máxima perturbación de la onda. La mitad de la distancia entre la cresta y el valle. Frecuencia: Número de veces que se repite la onda por unidad de tiempo. Si se usa el Hertzio es el

numero de veces que se repite la onda por cada segundo. Periodo: 1/frecuencia. Es la inversa de la frecuencia. Velocidad: la velocidad de la onda depende del medio por el que se propague (por donde viaje). si la onda

viaja por el vació su velocidad es igual a la de la luz 300.000Km/segundo. Si se propaga por el aire

cambia, pero es prácticamente igual a la del vació. Una onda electromagnética no se genera por una sola

partícula, sino que son dos partículas diferentes, una

eléctrica y otra magnética. Además su movimiento es

perpendicular, lo que hace la onda sea una mezcla de

dos ondas perpendiculares, una eléctrica y otra

magnética. Aqui vemos en la figura las dos ondas

generadas por las dos partículas a la vez. Una

moviéndose sobre el eje Z y la otra sobre el eje Y:

Las ondas electromagnéticas es la forma de

transportar energía por el aire. No tiene barreras.

Podemos emitir una señal desde un receptor (el punto donde se genera la onda) y recibirla en un receptor (el punto donde cogemos la onda). Esta onda puede contener información, que primero, esta información

se deberá convertir en una señal en forma de onda electromagnética, y una vez recibida por el receptor,

descodificarla y recibir la misma información que se envió. Las ondas electromagnéticas se usan para la radio, la televisión, internet, etc. Pero tenemos un problema.

Por el aire viajan muchas ondas. ¿Cómo las diferenciamos? Pues por su Frecuencia (recuerda numero de

veces que se repite la onda), pero es que además a mayor frecuencia, menor longitud de la onda. Piensa

en una cuerda cuando la movemos (frecuencia con la que la movemos), si la movemos muy lentamente

creamos ondas muy anchas (mucha longitud de onda) pero si la movemos muy rápido las ondas son mas

estrechitas (poca longitud de onda) : Frecuencia grande = Longitud de onda pequeña y Frecuencia

pequeña = longitud de onda grande. Ya tenemos nuestras ondas diferenciadas por su longitud de onda o

por su frecuencia. Se ha creado una escala para clasificarlas, por orden creciente de longitudes de onda ( o decreciente por su frecuencia) llamada Espectro Electromagnético. Dependiendo de la onda pertenecerá a

un espectro u a otro.

Fíjate que lo medimos en Hertzios, MegaHertzios, etc, es decir por su frecuencia (podría ser por su

longitud de onda). Además cada aparato emite unas ondas de diferente frecuencia y si queremos emitir

ondas de telefonía móvil pues tendremos que emitirlas en una banda de frecuencia determinada para no

confundirlas con otras. Las ondas emitidas con una frecuencia por encima de la infraroja son las ondas

visibles, como por ejemplo la de la luz del sol. Las de frecuencia mas baja no se ven, por ejemplo las de la

radio, pero ojo existen.

Conclusión : Estamos rodeado de ondas que viajan y la mayoría no las vemos, aunque ya sabemos que

hay están. Las antenas emiten y reciben estas señales, que primero se codifican y al recibirlas se

descodifican para recibir la información que transmitimos.

Elementos de una onda

El desplazamiento máximo de la onda se denomina amplitud (A). La distancia entre dos puntos

consecutivos de la onda que se encuentran en el mismo estado de vibración se llama longitud de onda (λ).

En el esquema se observa que la onda es una oscilación que va pasando por máximos (crestas) y mínimos

(valles); la longitud de onda corresponde a la separación existente entre dos valles o dos crestas

consecutivas.

Elementos principales de una onda

El tiempo que tarda la onda en recorrer una distancia igual a la longitud de onda ( se denomina período (T). Si entendemos la onda como una sucesión de oscilaciones, el período es el tiempo que tarda en

transcurrir una oscilación. La magnitud inversa del período recibe el nombre de frecuencia (f) y se mide

en hercios (Hz). f = 1/T

o

f = v/ La frecuencia representa el número de ondas que se propagan en un segundo. Es una magnitud

especialmente interesante, pues se utiliza habitualmente para caracterizar las ondas de radio, que se

clasifican en rangos o bandas de frecuencia.

Determine la longitud de onda para las siguientes frecuencias: 1 kHz, 100 kHz y 10 MHz.

Solución Sustituir en la ecuación (f=c/).

300,000.000 = 300.000 m 1.000

300.000,000 = 3000 m 100.000

300.000.000=30m 10.000.000

Las ondas se propagan a una velocidad v. Si consideramos que las ondas se desplazan con velocidad

constante, el producto de la velocidad por el período es igual a la longitud de onda. λ = v . T

La velocidad de las ondas electromagnéticas en el vacío es de 300.000 km/s.

TIPOS DE ONDAS

Tipos de Ondas: Ondas transversales y Ondas longitudinales En función del soporte que requieren para su propagación las ondas se clasifican en mecánicas y

electromagnéticas. Las mecánicas requieren un medio elástico para propagarse y las electromagnéticas se

pueden propagar en el vacío.

Si las clasificamos en función de como vibran respecto a la dirección de propagación tenemos las ondas

transversales y las longitudinales.

Si las partículas del medio en el que se propaga la perturbación vibran perpendicularmente a la dirección

de propagación las ondas se llaman transversales. Si vibran en la misma dirección se llaman

longitudinales.

MODOS DE TRANSMISIÓN

Los sistemas de comunicaciones electrónicas pueden diseñarse para manejar la transmisión solamente en

una dirección, en ambas direcciones pero sólo uno a la vez, o en ambas direcciones al mismo tiempo. Estos se llaman modos de transmisión. Cuatro modos de transmisión son posibles:

Simplex (SX) Con la operación simplex, las transmisiones pueden ocurrir sólo en una dirección. Los sistemas simplex

son, algunas veces, llamados sistemas de un sentido, sólo para recibir o sólo para transmitir. Una ubicación puede ser un transmisor o un receptor, pero no ambos. Un ejemplo de la transmisión

simplex es la radiodifusión de la radio comercial o de televisión; la estación de radio siempre transmite y

el usuario siempre recibe.

Half-duplex (HDX) Con una operación half-duplex, las transmisiones pueden ocurrir en ambas direcciones, pero no al mismo

tiempo. A los sistemas half-duplex, algunas veces se les llaman sistemas con alternativa de dos sentidos,

cualquier sentido, o cambio y fuera. Una ubicación puede ser un transmisor y un receptor, pero no los dos

al mismo tiempo. Los sistemas de radio de doble sentido que utilizan los botones oprima para hablar

(PTT), para operar sus transmisores, como los radios de banda civil y de banda policiaca son ejemplos de

transmisión half-duplex.

Full-duplex (FDX) Con una operación full-duplex, las transmisiones pueden ocurrir en ambas direcciones al mismo tiempo.

A los sistemas de full-duplex algunas veces se les llama líneas simultánea de doble sentido, duplex o de

ambos sentidos. Una ubicación puede transmitir y recibir simultáneamente; sin embargo, la estación a la

que está transmitiendo también debe ser la estación de la cual está recibiendo. Un sistema telefónico estándar es un ejemplo de una transmisión full-duplex.

Full/full-duplex (F/FDX) Con una operación full/full-duplex, es posible transmitir y recibir simultáneamente, pero no

necesariamente entre las mismas dos ubicaciones (es decir, una estación puede transmitir a una segunda

estación y recibir de una tercera estación al mismo tiempo) Las transmisiones full/full-duplex se utilizan

casi exclusivamente con circuitos de comunicaciones de datos. El Servicio Postal de Estados Unidos es un ejemplo de una operación full/full-duplex.

Datos digitales, señales analógicas En la red telefónica se usan los modems para producir señales en el rango de frecuencias de voz, si bien,

las mismas técnicas se pueden usar para modems a frecuencias más altas (por ejemplo microondas o

ADSL). En esta sección se presentan estas técnicas y se proporciona una breve discusión de las

prestaciones de las distintas posibles alternativas. Se ha mencionado que la modulación involucra a uno o más de los parámetros característicos de la señal

portadora: la amplitud, la frecuencia y la fase. Por consiguiente, hay tres técnicas básicas de codificación

o de modulación, que transforman los datos digitales en señales analógicas: Desplazamiento de amplitud (ASK, Amplitudes-Shift Keying)

Desplazamiento de frecuencia (FSK, Frequency-Shift Keying)

Desplazamiento de fase (PSK, Phase-Shift Keying)

En todos los casos, la señal resultante ocupa un ancho de banda centrado en torno a la

frecuencia de la portadora.

En ASK, los dos valores binarios se representan mediante dos amplitudes diferentes

de la portadora. Es usual que una de las amplitudes sea cero; es decir, uno de los dígitos

binarios se representa mediante la presencia de la portadora a amplitud constante, y el

otro mediante la ausencia de portadora.

ASK es sensible a cambios repentinos de la ganancia, además es una técnica de

modulación bastante ineficaz. En líneas de calidad telefónica, ASK se usa típicamente a

1.200 bps como mucho.

La técnica ASK se usa para la transmisión de datos digitales en fibras ópticas. En los

transmisores con LED, la expresión anterior sigue siendo válida. Es decir, un elemento

de señal se representa mediante un pulso de luz, mientras que el otro elemento se

representa mediante la ausencia de luz. Los transmisores láser tienen normalmente un

valor de desplazamiento («bias») que hace que el dispositivo emita para el último caso

una señal de baja intensidad. Este pequeño nivel será uno de los elementos de

señalización, mientras que el otro será un haz de luz de mayor amplitud.

En FSK, los dos valores binarios se representan mediante dos frecuencias diferentes

próximas a la frecuencia de la portadora.

Se puede usar FSK en una transmisión full-duplex en una línea de calidad telefónica.

FSK es menos sensible a errores que ASK. En líneas de calidad telefónica, se utiliza

típicamente a velocidades de hasta 1.200 bps. También se usa frecuentemente en

transmisión de radio a más altas frecuencias (desde 3 hasta 30 MHz). También se puede

usar incluso a frecuencias superiores en redes de área local que utilicen cable coaxial.

En el esquema PSK, la fase de la señal portadora se desplaza para representar con ello

a los datos digitales. En la parte inferior de la anterior se muestra un ejemplo de un

sistema que utiliza dos fases. En este sistema, un 0 binario se representa mediante la

transmisión de una señal con la misma fase que la fase de la señal anteriormente

enviada.

MODULACIÓN DE AMPLITUD Modulación de amplitud (AM) es el proceso de cambiar la amplitud de una portadora de

frecuencia relativamente alta de acuerdo con la amplitud de la señal modulante

(información) Las frecuencias que son lo suficientemente altas para radiarse de manera

eficiente por una antena y propagarse por el espacio libre se llaman comúnmente

radiofrecuencias o simplemente RF. Con la modulación de amplitud, la información se

imprime sobre la portadora en la forma de cambios de amplitud. La modulación de

amplitud es una forma de modulación relativamente barata y de baja calidad de

modulación que se utiliza en la radiodifusión de señales de audio y vídeo. La banda de

radiodifusión comercial AM abarca desde 535 a 1605 kHz. La radiodifusión comercial

de televisión se divide en tres bandas (dos de VHF y una de UHF) Los canales de la

banda baja de VHF son en tre 2 y 6 (54 a 88 MHz), los canales de banda alta de VHF

son entre 7 y 13 (174 a 216 MHz) y los canales de UHF son entre 14 a 83 (470 a 890

MHz). La modulación de amplitud también se usa para las comunicaciones de radio

móvil de dos sentidos tal como una radio de banda civil (CB) (26.965 a 27.405 MHz)

Un modulador AM es un aparato no lineal con dos señales de entrada de información:

una señal portadora de amplitud constante y de frecuencia única, y una señal de

información. La información actúa “sobre” o “modula” la portadora y puede ser una

forma de onda de frecuencia simple o compleja compuesta de muchas frecuencias que

fueron originadas de una o más fuentes.

Debido a que la información actúa sobre la portadora, se le llama señal modulante. La

resultante se llama onda modulada o señal modulada.

RESUMEN CAPITULO INTRODUCCIÓN 1.Los tres campos principales de la electrónica son telecomunicación, control e informática. El área de la

computación

es el más extenso y le siguen las comunicaciones.

2.La comunicación es el proceso de intercambiar información.

3.La mayor parte de la comunicación humana es hablada, pero gran parte de la misma también está en

forma escrita (o

impresa).

4.Las dos barreras principales para la comunicación son el idioma y la distancia. 5.Los importantes descubrimientos eléctricos a mediados y fines del siglo XIX posibilitaron el desarrollo

de las comunicaciones electrónicas a grandes distancias.

6.El telégrafo (1844) y el teléfono (1876) fueron los dos primeros sistemas de comunicaciones a larga

distancia.

7.La radio se descubrió en 1887, y en 1895 apareció la telegrafía inalámbrica.

8.Las comunicaciones electrónicas tienen una función vital en nuestra vida y son esenciales para el éxito

de nuestra

sociedad de información.

9.Los elementos principales de un sistema de comunicación son un transmisor (que envía un mensaje), un

medio de

comunicación (que lo transfiere), y un receptor (que capta el mensaje). Se presenta también el ruido. 10.Los tres principales medios de comunicación son los conductores, el espacio libre y las fibras ópticas.

11.Las ondas de radio constan de campos eléctricos y magnéticos que se propagan a grandes distancias.

12.Ruido es cualquier interferencia que altera la transmisión inteligible de una señal. El ruido lo producen

la atmósfera,

cuerpos celestes, equipos eléctricos y la agitación térmica en los componentes electrónicos.

13.El canal o medio de comunicación atenúa y degrada en alto grado la señal transmitida.

14.Las comunicaciones electrónicas pueden ser unidireccionales o bidireccionales. La transmisión

unidireccional se

llama simplex o difusora.

15.Las comunicaciones bidireccionales se denominan duplex. En las comunicaciones semiduplex, sólo

una de las dos partes puede transmitir a la vez. En la full du

plex, ambas partes pueden transmitir y recibir en forma simultánea.

16.Las señales de información pueden ser analógicas o digitales. Las señales analógicas son variaciones

de voltaje continuas y alisadas, como las señales de voz o video.

17. Muchas veces la señal de información, llamada señal de banda base, se transmite en forma directa por

el medio de

comunicación.

18.En la mayoría de los sistemas de comunicación, la señal de banda base sirve para modular una

portadora de frecuencia más alta, que se transmite por radio.

19.Modulación es el proceso de hacer que una señal de información modifique de algún modo una señal

portadora.

Ejemplos comunes son la AM y la FM. 20.La señal de banda base en general no se transmite a través del espacio por radio, debido a que las

antenas requeridas

serían demasiado grandes, y a que dichas señales de banda base múltiples que fueran transmitidas de

manera simultá-

nea, se interferirían.

21. La multiplexión es el proceso de transmitir al mismo tiempo dos o más señales a través del mismo

canal o medio.

22. Además de la televisión, existen otros métodos para transmitir información visual o gráfica, como el

facsímil, videotexto y teletexto.

23.La transmisión simplex de señales especiales enviadas desde estaciones terrestres o de satélite espacial

se emplea por barcos y aeroplanos en la navegación.

24.La telemetría es la realización de mediciones a distancia. Sensores convierten las características físicas

en señales

eléctricas que modulan una portadora transmitida a un lugar remoto.

25.La radioastronomía complementa la astronomía óptica al permitir la localización y el mapeo de

estrellas por las ondas de radio que emiten.

26. El radar utiliza la reflexión de ondas de radio provenientes de objetos remotos, para detectar su

presencia, curso y

velocidad.

27.El radar subacuático se llama sonar activo. El sonar pasivo sólo es escuchar bajo el agua para detectar

objetos de

interés.

28. Dos formas de servicios de comunicaciones personales san la radio de banda civil (CB) y la radio de

banda de aficionados, que es un pasatiempo técnico a la vez que un servicio de telecomunicación.

29. La comunicación de datos es la transmisión de datos digitales de computadora o de otras fuentes, en el sistema telefónico, enlaces de microondas o satélites, 30. Los dispositivos llamados modems permiten la transmisión de datos digitales a través de redes

telefónicas analógicas,

31. Las interconexiones de varias computadoras personales (PC) para el intercambio de información se

llaman redes de

área local.

32. El espectro electromagnético es la sucesión de frecuencias que va desde casi 30 Hz hasta la luz o

radiación visible; en ella tienen lugar las comunicaciones electrónicas.

33.La porción más grande del espectro abarca las ondas de radio, que son campos eléctricos y magnéticos

oscilantes, que se radian a través de grandes distancias.

34.La longitud de onda (λ) es la distancia (en metros) entre puntos correspondientes en ciclos sucesivos

de una onda

periódica: λ = 300/f (para f en megahertz). También es la distancia que recorre una onda electromagnética

en el tiempo

requerido para un ciclo de oscilación. 35.El intervalo de audición humana es de alrededor de 20 Hz a 20 000 Hz. El intervalo de las frecuencias

de voz es de

300 Hz a 3 000 Hz.

36.La radiodifusión de amplitud modulada ocurre en el intervalo de MF, de 300 kHz a 3 MHz.

37.El intervalo de alta frecuencia (3 MHz a 30 MHz), u onda corta, se usa para comunicaciones bidireccionales a nivel

mundial y para radiodifusión.

38.Las transmisiones de televisión ocurren en los intervalos VHF y UHF.

39. Las frecuencias superiores a 1 GHz se denominan microondas.

40. Las bandas SHF y EHF se usan principalmente para comunicaciones vía satélite -y radar:

41. Las frecuencias que están inmediatamente arriba de 300 GHz se llaman ondas milimétricas.

42. Las señales electromagnéticas producidas por fuentes de calor se denominan infrarrojas.

43.Un micrómetro (o micra) es un millonésimo de metro.

44.La luz o radiación visible ocupa la región situada arriba del infrarrojo. Su longitud de onda es de 4 000

A° a 8 000

A°.

45. Un ángstrom,(A°) es una diezmilésima de micrómetro. 46.El ancho de banda es el espacio espectral ocupado por una señal; el intervalo de frecuencias de una

señal transmitida, o el de frecuencias aceptadas por un receptor. Es la diferencia entre la frecuencia

superior y la inferior del intervalo en cuestión.

47. Existe más espacio espectral disponible en las frecuencias más altas. Para una señal con un ancho de

banda dado, es

posible incluir más canales en las frecuencias altas.

48. El radioespacio espectral es un recurso natural muy valioso.