Intro Redes Conceptos I 2012

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INTRODUCCIÓN A LAS REDES DE TELECOMUNICACIONES. Conceptos Básicos Ing. Oscar J. Calderón C.

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INTRODUCCIÓN A LAS REDES DE TELECOMUNICACIONES.

Conceptos Básicos

Ing. Oscar J. Calderón C.

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Introducción …

OBJETIVO: Introducir la teoría, conceptos y

procesos fundamentales de las redes de

telecomunicaciones.

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Introducción …

INTRODUCCIÓN

La comunicación es un proceso por medio del cual cierta información (Conocimiento o Significado) se transfiere de un punto denominado fuente a otro punto que es el destino (En espacio (Lugar) y Tiempo (Interactivo o no)).

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Introducción …

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Fuente: http://www.vtaide.com/lifeskills/verbalC.htm

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Sistema de Comunicaciones …

SISTEMA DE COMUNICACIONES

Conjunto de elementos y mecanismos con

funciones particulares que permiten establecer

conexiones o enlaces entre dos o más puntos

definidos, para intercambiar información entre

ellos Sistema diseñado para transmitir

información.

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Sistema de Comunicaciones …

Intro-Redes Conceptos

Diagrama en Bloques (Elementos) de un Sistema de Comunicaciones

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Fuente: http://www.acorn.net.au/telecoms/com

mtheory/com

municationtheory.cfm

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Sistema de Comunicaciones …

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Fuente: http://www.eng.iastate.edu/ee423/EE422/Lecture/lecture.htm

Diagrama en Bloques (Elementos) de un Sistema de Comunicaciones

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Sistema de Comunicaciones …

Señales en un Sistema de Comunicaciones– Analógicas: Radiodifusión, TV – Micrófonos.

– Digitales: computador – Máquina de Escribir, CD.

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Fuente: http://www.telephonyworld.com/basics/article/voip-primer-introduction-to-voice-over-ip/

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Sistema de Comunicaciones …

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Fuente: http://www.revisionworld.co.uk/node/8687

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Sistema de Comunicaciones …

Transmisor – Modulación: Acoplamiento de la señal transmitida a las propiedades del canal, por medio de una onda portadora.

Receptor – Demodulación: Extraer del canal la señal deseada y entregarla al receptor.

Canal o medio de transmisión: Enlace eléctrico/óptico entre transmisor y receptor. Portar las señales entre los puntos comunicantes - Contaminaciones.

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Sistema de Comunicaciones …

Toda señal sufre de una disminución en su intensidad a medida que aumenta la Frecuencia y la Distancia, este fenómeno se conoce como Atenuación.

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Fuente: http://learn-networking.com/network-design/the-basics-of-network-cable-testing

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Sistema de Comunicaciones …

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Fuente: http://www.powerlinecommunications.net/AscomPowerlineCommunication.htm

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Sistema de Comunicaciones …

CONTAMINACIONES: Alteraciones de la forma de onda de la señal.

– Distorsión – Alteración de la señal debido a la respuesta imperfecta del sistema a la propia señal.

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Fuentes: http://www.qrp.pops.net/AF-Basics.asp http://www.microway.com/papers/appnotes/Microway_Working_Note_3.html

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Sistema de Comunicaciones …

– Interferencia - Señales extrañas y artificiales, de forma similar a la original: Interferencia constructiva - Interferencia destructiva.

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Fuente: http://animals.howstuffworks.com

/insects/butterfly-colors1.htm

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Sistema de Comunicaciones …

– Desvanecimiento – Disminución o variación de la intensidad de la señal al llegar al receptor.

– Ruido - Son señales aleatorias e impredecibles. Es el fenómeno más perjudicial, no eliminable pero si controlable. Natural dentro o fuera del sistema. Ruido cósmico, atmosférico; más perjudicial, el ruido térmico.

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Fuente: http://www.hometheaternetwork.com/HTN_Cables2.htm

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Conceptos Básicos – Definiciones …

Transmisión: Proceso que permite enviar información de un lugar a otro con el menor costo, alta confiabilidad, tan inteligible como sea posible y en el menor tiempo previsto.

Retardo de Propagación: Tiempo que tarda la señal que porta información en ir del transmisor al receptor.

Retardo de Transmisión: Tiempo que le toma a una unidad de información en ir de un transmisor a un receptor.

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Conceptos Básicos – Definiciones …

Retardo de Procesamiento.

Retardo de Encolado.

Latencia (Retardo Total): Tiempo que la red gasta en procesar un paquete de información.

Jitter: Desviación en el tiempo, entre llegadas de paquetes consecutivos.

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Conceptos Básicos – Definiciones …

Ancho de Banda (B.W.): Banda de paso mínima (rango de frecuencias) requerida para propagar la información de la fuente a través del sistema.

Capacidad (C): Es una medida de cuanta información de la fuente puede transportarse en un periodo de tiempo dado. En 1948, Claude Shannon (ideal con ruido):

 C=B.W. Log2 (1+S/N)

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Conceptos Básicos – Definiciones …

B.E.R: Bit Error Rate: Tasa de bits que llegan errados al destino dividido por el número total de bits transmitido, medido sobre un periodo de tiempo.

Bits por segundo (bps): Tasa de transmisión de datos - Capacidad de la red.

Relación señal a ruido (S/N): Relación de la potencia de la señal a la potencia de ruido que la acompaña.

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Conceptos Básicos – Definiciones …

Protocolo: Convenio que específica un lenguaje

común entre dos entidades comunicantes, que

les permite intercambiar mensajes e información

de manera apropiada: Sintaxis (Formato de

datos, Niveles de Señal); Semántica

(Información de Control (Errores, Coordinación));

Temporización (Sincronización de Velocidades,

control de flujo).

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Conceptos Básicos – Definiciones …

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Fuente: http://netlab.ulusofona.pt/rc/book/1-introduction/1_02/index.htm

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Conceptos Básicos – Definiciones …

Canal de voz: Banda de frecuencias utilizadas para la transmisión de la voz humana (speech) que cumplen las exigencias de inteligibilidad e intensidad.Es la unidad básica para definir los equipos de telecomunicación independiente del medio de transmisión que utilicen.

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Fuente: http://people.deas.harvard.edu/~jones/cscie129/nu_lectures/lecture3%20/whatsig.gif

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Conceptos Básicos – Definiciones …

Intro-Redes Conceptos

Fuente: http://www.cisco.com/en/US/prod/collateral/voicesw/ps6788/phones/ps379/ps8537/prod_white_paper0900aecd806fa57a.html

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Conceptos Básicos – Definiciones …

Modulación: Modificación o variación de algunas características de la onda portadora de acuerdo con los valores puntuales de la información a ser transmitida. Útil por facilitar la radiación de señales, reducir ruidos e interferencias, para compartir espectro electromagnético.

 – Señal Portadora, Señal Moduladora, Señal

Modulada.

– Señal Banda Base, Señal Compuesta.

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Conceptos Básicos – Definiciones …

– Analógicas: Señal Moduladora y Señal Portadora son analógicas.

EN AMPLITUD (AM: Amplitude Modulation).

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Fuente:http://www.ofcom

.org.uk/static/archive/ra/topics/mpsafety/school-a

udit/mobilework.htm

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Conceptos Básicos – Definiciones …

EN FRECUENCIA (FM: Frecuency Modulation).

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Fuente: http://astarmathsandphysics.com/a_level_physics_notes/electronics/a_level_physics_notes_electronics_fm_modulation.html

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Conceptos Básicos – Definiciones …

EN FASE (PM: Phase Modulation).

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Fuente: http://ironbark.bendigo.latrobe.edu.au/subjects/DC/lectures/7/

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Conceptos Básicos – Definiciones …

Modulaciones Digitales: Señal de información es un tren de pulsos binario y Portadora Analógica.

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• ASK (Modulación por Desplazamiento de Amplitud).

• PSK (Modulación por Desplazamiento de Fase).

• FSK (Modulación por Desplaz. de Frecuencia).

Fuente:http://www.magnadesignnet.com/en/booth/technote/ofdm/page2.php

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Conceptos Básicos – Definiciones …

Modulaciones por Pulsos: Señal de información analógica que modula una señal digital.

– PAM(Pulse Amplitude Modulation).

– PPM(Pulse Position Modulation).

– PWM(Pulse Width Modulation)

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Conceptos Básicos – Definiciones …

Demodulación: Conocida como detección, es el proceso de convertir los cambios en la portadora analógica (Señal modulada) a la información original.

MODEM: Dispositivo que adecua las señales al medio de transmisión. Inconveniente que impedía efectuar una conexión directa en la red analógica.

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Conceptos Básicos – Definiciones …

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Fuente: Encyclopedia of Networking & Telecommunications. Tom Sheldon. Mc Graw Hill, 2001.

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Conceptos Básicos – Definiciones …

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Fuente: http://support.digidave.co.uk/?_a=knowledgebase&_j=questiondetails&_i=142

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Conceptos Básicos – Definiciones …

Espectro Electromagnético: Define la localización de varios servicios dentro de la banda de frecuencias subsónica (unos cuantos Hertz) a los rayos cósmicos (1022).

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Fuente: http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/teachers/gammaraybursts/starchild/page2.html

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Fuente: http://www.upei.ca/~phys221/mbrookshaw/G

lossary/complete_em

_spectrum.JPG

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Conceptos Básicos – Definiciones …

Modos de Transmisión: Forma de explotación de un circuito – Define la dirección del flujo.

– SIMPLEX (SX): Unidireccional, fácil de instalar, limitado en aplicaciones, software simple.

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Fuente: http://learn-networking.com/network-design/carrier-sense-multiple-access-collision-detect-csmacd-explained

Fuente: http://www.engineersblogsite.com/data-flow-diagrams-process-modeling.html

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Conceptos Básicos – Definiciones …

– SEMIDUPLEX o HALF - DUPLEX (HDX): Más complejo. Turn - Around.

– FULL DUPLEX (FDX): Ambos sentidos, más complejo.

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Fuente: http://learn-networking.com/network-design/carrier-sense-multiple-access-collision-detect-csmacd-explained

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Conceptos Básicos – Definiciones …

ARREGLOS DE CIRCUITOS

– Transmisión a dos hilos: Contiene dos cables: uno para la señal y una para la referencia o tierra. Usado en Tx. Simplex, half-duplex y full duplex. Utiliza poco cable, menos circuitería, menos costos.

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Fuente: http://flylib.com/books/en/2.567.1.14/1/

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Conceptos Básicos – Definiciones …

– Transmisión a cuatro hilos: Contiene cuatro cables (dos para cada sentido de la comunicación) o una configuración de circuito equivalente de cuatro hilos. Usado en Tx. full duplex. Menos ruidoso, mayor aislamiento entre las direcciones de comunicación.

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Fuente: http://flylib.com/books/en/2.567.1.14/1/

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Conceptos Básicos – Definiciones …

Formas de Transmisión: Entre dos sistemas de datos especialmente, se puede efectuar la transmisión de la información de dos formas: La Asincrónica y la sincrónica.

– TRANSMISION ASINCRÓNICA

No existe sincronización entre los relojes transmisor y receptor. Cada elemento de información usado en esta forma de transmisión se denomina carácter.

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• Fácilmente generada.• Maneja equipos mecánicos• Adecuado para operación manual.

Requiere de dos relojes. Ineficiente para largos

mensajes. Velocidad limitada.

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Conceptos Básicos – Definiciones …

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Fuente: http://www-scm.tees.ac.uk/users/u0000408/Async/async.htm

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Conceptos Básicos – Definiciones …

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Fuente: http://www.quatech.com/support/comm-over-asyncserial.php#fig8

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Conceptos Básicos – Definiciones …

– TRANSMISION SINCRÓNICA

El emisor y receptor están sincronizados por pulsos de reloj común.

Elevada eficiencia para grandes mensajes.

No es tan sensible a la distorsión.

Pérdida de bits.

Costoso y más complejo.

No aplicable para equipos mecánicos.

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Fuente: http://physicsarchives.com/index.php/courses/912

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Conceptos Básicos – Definiciones …

Medios de Transmisión.

Soporte físico y/o “intangible” que permite el transporte de información entre dos puntos distantes.

– Tipo de ambiente donde se va a instalar.

– Tipo de equipo a usar.

– Tipo de aplicación y requerimiento.

– Capacidad económica (Relación Costo/Beneficio/Rendimiento).

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Conceptos Básicos – Definiciones …

GUIADOS:

– 1. Par de cable o alambres no trenzado: Inicialmente usado en telefonía y datos (distancias menores de 50 mts y velocidades menores a 19.2 kbps – AWG (American Wire Gauge): 24 -26.), ahora para la interconexión de dispositivos en cortas distancias (dentro de PC´s, periféricos, etc.).

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Fuente: http://www.ehow.com/how_5082174_build-fm-broadcast-antenna.html

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Conceptos Básicos – Definiciones …

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Fuente: http://www.elexp.com/srp_r402.htm

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Conceptos Básicos – Definiciones …

– 2. Par de cable trenzado (Twisted Pair): Asegura características constantes y predecibles, presenta una mayor inmunidad al ruido y las interferencias.

STP: Protección frente a diafonía.

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Fuente: http://hyperline.com/catalog/cable/ftp-50-c3-s.shtml

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Conceptos Básicos – Definiciones …

UTP: Inmune al ruido - Categorías de acuerdo a la capacidad (Normas TIA/EIA 586).

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Fuente: http://www.topfreebiz.com/product/459066/LAN-Cable-UTP-CAT5.htm

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Conceptos Básicos – Definiciones …

– 3. Cable coaxial: Mayor capacidad (Cientos de MHz).

Coaxial Delgado (RG-58A/U): Redes Ethernet (Thinnet), 50Ω, poco inmune al ruido.

Coaxial Grueso: Inmune al ruido y mayor ancho de banda. RG59/U - 75Ω – CATV.

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Fuente: http://privatexxxx.blogspot.com/2010/08/media-transmisi-kabel.html

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Conceptos Básicos – Definiciones …

Intro-Redes Conceptos

Fuente: http://www.computercablestore.com/1000FT_Precision_Video_RG_PID1402.aspx

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Conceptos Básicos – Definiciones …

– 4. Guía de onda: Alta capacidad de transporte. Pueden ser rectangulares, circulares o elípticas. Frecuencias por encima de 1 Ghz.

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Fuente: http://www.microwaveengservices.com/Webpage/waveguide.html

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Conceptos Básicos – Definiciones …

Intro-Redes Conceptos

Fuente: http://www.jampro.com/index.php?page=waveguide-2

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Conceptos Básicos – Definiciones …

– 5. Fibra óptica: Mayor ancho de banda (orden de los Ghz) y mayor velocidad. Inmune al ruido y a las interferencias electromagnéticas. Presenta bajas pérdidas de transmisión. Transporta información en forma de variaciones de luz. Fibras MONOMODO Y MULTIMODO.

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Fuente: http://www.nicom

ovil.com/technology/fiber-optic-

cable-handling-and-installation-faq/

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Conceptos Básicos – Definiciones …

Intro-Redes Conceptos

Fuente: http://burnhams.com/siteimages/550px-Optical_fiber_types_svg.png

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Conceptos Básicos – Definiciones …

Intro-Redes Conceptos

Fuente: http://macao.communications.museum/eng/exhibition/secondfloor/MoreInfo/2_8_3_OpticalFibres.html

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Conceptos Básicos – Definiciones …

Intro-Redes Conceptos

Fuente: http://www.laserfocusworld.com/display_article/172436/12/none/none/Feat/CWDM-breathes-life-into-metro,-access,-and-enterprise-application

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Conceptos Básicos – Definiciones …

NO GUIADOS:

– Usan el espacio libre para el envío de información. Medios inalámbricos (Microondas, láser, infrarrojos).

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Fuente: http://www.emfexplained.info/?ID=25186

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Conceptos Básicos – Definiciones …

Intro-Redes Conceptos

Fuente: http://comptutorkg2pg.blogspot.com/2011/01/unguided-transmission-wireless_28.html

Fuente: http://www.techbooksforfree.com/intro_to_data_com/page44.html

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Conceptos Básicos – Definiciones …

ConmutaciónProveer los mecanismos necesarios para direccionar, seleccionar, establecer, mantener y los medios de transmisión.

Intro-Redes Conceptos

Fuente: http://www.linktionary.com/c/circuit_switching.htm

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Conceptos Básicos – Definiciones …

Intro-Redes Conceptos

Fuente: http://www.cisco.com/en/US/docs/internetworking/technology/handbook/Intro-to-WAN.html

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Conceptos Básicos – Definiciones …

Conexión

Concatenación de canales de transmisión o circuitos conmutados de telecomunicaciones y otras unidades funcionales.

– PUNTO - PUNTOEnlace de comunicación entre dos objetos finales o sistemas - Dedicado o temporal.

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Fuente: http://www.comm-tec.de/englisch/Just-add-Power.html

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Conceptos Básicos – Definiciones …

– PUNTO- MULTIPUNTOConexión de múltiples dispositivos. Presenta baja velocidad. Mayor eficiencia.

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Fuente: http://www.computer-network.net/wnap320-netgear-access-point

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Conceptos Básicos – Definiciones …

Múltiplexación/demultiplexación.

Permite que las entradas de múltiples usuarios (n) puedan compartir una única línea de comunicación de alta velocidad.

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Fuente: http://teknik-informatika.com/transmisi-data/

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Conceptos Básicos – Definiciones …

Intro-Redes Conceptos

Fuente: http://www.globalspec.com/reference/10499/121073/chapter-6-1-5-wavelength-division-multiplexing

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Conceptos Básicos – Definiciones …

– FDM: Multiplexación por división de frecuencia.

Es una técnica de transmisión analógica. A cada señal se le asigna una subportadora.

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Fuente: http://teknik-informatika.com/transmisi-data/

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Conceptos Básicos – Definiciones …

CARACTERISTICAS:

– A cada equipo terminal le es asignado un canal.

– Uso de bandas de guarda.

– Limitante respecto al ancho de banda.

– Uso de filtros en recepción.

– Es substancialmente afectada por el ruido.

– No existe una protección contra interferencias.

– Conversión analógico/digital.

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Conceptos Básicos – Definiciones …

Intro-Redes Conceptos

Fuente: http://www.tpub.com/neets/book17/75h.htm

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Conceptos Básicos – Definiciones …

Intro-Redes Conceptos

Fuente: http://people.deas.harvard.edu/~jones/cscie129/nu_lectures/lecture3%20/m

ux1.gif

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Conceptos Básicos – Definiciones …

– TDM: Multiplexación por división de tiempo.

Una pequeña porción de tiempo se asigna a la transmisión de cada equipo terminal.

Intro-Redes Conceptos

Fuente: http://users.uma.maine.edu/faculty/rsm/slides/figures.htm

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Conceptos Básicos – Definiciones …

CARACTERISTICAS:

– Cada equipo terminal tiene asignado un intervalo de tiempo fijo.

– Relojes rápidos deben usarse.

– Existe sincronización de trama.

– Nivel de ruido prácticamente independiente de la distancia.

– Útil para lograr una buena calidad de voz.

– No se necesita conversión A/D ni D/A.

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Conceptos Básicos – Definiciones …

Intro-Redes Conceptos

Fuente: http://www.tpub.com/content/neets/14189/css/14189_104.htm

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Conceptos Básicos – Definiciones …

Intro-Redes Conceptos

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Conceptos Básicos – Definiciones …

Intro-Redes Conceptos

Fuente: http://williams.comp.ncat.edu/Networks/multiplexing.htm

– STDM: Multiplexación estadística por división de tiempo (TDM Asíncrono).

Asignación dinámica de los intervalos de tiempo de acuerdo a la necesidad presente de enviar información.

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Conceptos Básicos – Definiciones …

PCM: Modulación por impulsos codificados

Técnica de transmisión multicanal que explota las ventajas de una transmisión digital sobre la transmisión analógica.

– A. Muestreo de la señal analógica.

Proceso de examinar una señal continua a determinados intervalos de tiempo y convertir las muestras en una serie de niveles de amplitud constante y corta duración - TEOREMA DEL MUESTREO:

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Conceptos Básicos – Definiciones …

“Si una señal f(t) es muestreada a intervalos

regulares de tiempo y a una rata mas alta que

el doble de la frecuencia más alta de la señal

significante entonces las muestras contienen

toda la información de la señal original. La

función f(t) puede ser reconstruida desde

estas muestras mediante el uso de un filtro

pasabajos”

Intro-Redes Conceptos

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Conceptos Básicos – Definiciones …

– B. Cuantificación de las amplitudes muestreadas.

Proceso de redondear los valores de las muestras de

amplitud a ciertos niveles predeterminados en orden a

tener un número finito y manejable de niveles

disponibles para el conversor A/D.

El intervalo de escala se conoce como intervalo de

cuantificación o quanto. Este proceso de cuantificación

introduce ruido de cuantificación.

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Conceptos Básicos – Definiciones …

– C. Codificación que representa las señales cuantificadas.

Proceso mediante el cual se representa la información digitalmente para efectuar la transmisión.

– En recepción:

Decodificación de la señal Generación de una señal equivalente Reconstrucción de la señal original

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Conceptos Básicos – Definiciones …

Intro-Redes Conceptos

Fuente: http://softsupplier.com/cd-and-dvd-part-2-107083/

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Conceptos Básicos – Definiciones …

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Fuente: http://www.technologyuk.net/telecommunications/telecom_principles/pulse_code_modulation.shtml

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Conceptos Básicos – Definiciones …

SISTEMAS MULTIPLEX PCM

Sistemas de mayor capacidad y mayor velocidad. Usar múltiplex básico o primario.

PRIMARIOS: Conformados por varios canales

– PCM DE 30 + 2 CANALES: Estándar Europeo. Multiplexa 30 canales de voz y 2 de sincronización y señalización.

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Conceptos Básicos – Definiciones …

Intro-Redes Conceptos

Fuente: http://www.iphelp.ru/doc/3/Cisco.Press,.Optical.Network.Design.and.Implementation.(2004).DDU/1587051052/ch02lev1sec5.html

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Conceptos Básicos – Definiciones …

– PCM DE 24 CANALES: Estándar Americano. Multiplexa 24 canales de voz, mas un bit adicional para alineación y sincronismo de trama.

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Fuente: http://www.whichvoip.com/blog/data-t1-lines.html

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Conceptos Básicos – Definiciones …

– DE ORDEN SUPERIORSistemas de mayor alcance y capacidad.

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Hierarchy Speed Digital Signal US CarrierEuropean Carrier

# DSO's # T1's

---- 64kbps ---- ---- ---- 1 ----

First Level 1.544Mbps DS1 T-1 ---- 24 1

First Level 2.048Mbps ---- ---- E-1 32 ----

Intermediate Level

3.152Mbps DS1c T-1c ---- 48 2

Second Level 6.312Mbps DS2 T-2 ---- 96 4

Second Level 8.448Mbps ---- ---- E-2 128 ----

Third Level 34.368Mbps ---- ---- E-3 512 ----

Third Level 44.736Mbps DS3 T-3 ---- 672 28

Fourth Level 139.268Mbps ---- ---- E-4 2048 ----

Fourth Level 274.176Mbps DS4 T-4 ---- 4032 168

Fifth Level 400.352Mbps DS5 T-5 ---- 5760 240

Fifth Level 565.148Mbps ---- ---- E-5 8192 ----

Fuente: http://www.interfacebus.com/Design_Connector_T1.html

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Conceptos Básicos – Definiciones …

JERARQUIA DIGITAL SINCRONA (SDH).

Estándar internacional para la transmisión de

datos a altas velocidades sobre fibra óptica. SDH

define una tasa de transferencia estándar de 155

Mbps, el cual se conoce como STM – 1

(Synchronous Transport Module – Level 1).

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Conceptos Básicos – Definiciones …

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Fuente: http://www.cisco.com/warp/public/127/sdh_28327b.gif

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Conceptos Básicos – Definiciones …

Intro-Redes Conceptos

Nombre Módulo Capacidad

STM-1 155.520 MBPS

STM-3 466.560 MBPS

STM-4 622.080 MBPS

STM-16 2488.320 MBPS

STM-64 9953.280 MBPS

STM-256 39813.120 MBPS

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Conceptos Básicos – Definiciones …

SEÑALIZACIÓN

La señalización permite el diálogo entre centrales para que estas coordinen su acción - información de tarificación, funciones de operación, etc.

– Por Canal Asociado y por Canal Común.

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Fuente: http://www.mcguireconsulting.com

/newsl_sipserver.html