REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAREPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICAUNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA

“ “ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”

VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZVICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ

Departamento de Ingeniería ElectrónicADepartamento de Ingeniería ElectrónicA

Introducción a la transmisión digital y conceptos básicos

Realizado por: * Br. Balán, Germadys

C.I.:20.125.755* Br. Salazar, Joittza

C.I.:20.036.616

PROF. HENRY ROMERO

El Mundo Digital y el Mundo Analógico, características resaltantes. Información en formato digital. Representación binaria de señales. Técnicas de modulación digital. Velocidad de transmisión. Baudio. Rata de Baudio. Rata de bits. Ancho de banda de una señal digital.

Ancho de banda de un canal. Relación señal/Ruido. Multiplexación digital. Capacidad del canal de transmisión. Perturbaciones en la transmisión. Cociente energía a ruido. Codificación de línea. Longitud de onda.

Una información analógica se representa

mediante infinitos valores, mientras que la información digital sólo puede

tomar dos valores.

Pero, ¿el mundo es analógico o digital?

Básicamente , analógico.

¿Por qué hablar de información digital en un mundo analógico?

Por las ventajas de la información digitalizada:

* Calidad y fidelidad

* Independencia de la fuente de información

* flexibilidad

* Procesado

* Almacenamiento

Formato digital son:•Todos los archivos, carpetas o documentos que se han generado bajo tecnología computacional, compuestos por combinación de 1 y 0.•Cualquier cosa que esté dentro del computador (en lo virtual) es en “Formato Digital”.

VENTAJAS DEL FORMATO DIGITAL

•Ocupa un espacio ínfimamente reducido, si lo comparamos con cualquiera de sus similares en formato Análogo en el mundo real.•Son mucho más económicos.•Al generar archivos digitales cuidamos el medio ambiente, etc.

Consiste en representar la información mediante dos únicos valores que generalmente se asimilan al cero y al uno.

La modulación es una técnica empleada para modificar una señal con la finalidad de posibilitar el transporte de informaciones a través de un canal de comunicación y recuperar la señal en su forma original en la otra extremidad.

Las técnicas de modulación digital se caracterizan porque la portadora es una señal analógica y la modulante es una señal digital.

Se clasifican en: * Técnicas de Modulación UNI-BIT: se considera un solo bit para modular la portadora. * Técnicas de Modulación MULTI-BIT: se emplea un arreglo de más de un bit para modular la portadora

Técnicas de modulación UNI-BIT

ASK

FSK

PSK

Técnicas de modulación MULTI-BIT

nQAM

Transporta datos mediante la modulación de la señal portadora de información tanto en amplitud como en fase. Esto se consigue modulando una misma portadora, desfasando 90º la fase y la amplitud.

n, es el numero de estados de la señal

moduladora codificada en banda base

multinivel.

Es una forma de modulación angular que consiste en hacer variar la fase de la portadora entre un número de valores discretos.

nPSK

Baudio

Es una unidad de medida que representa la cantidad de veces que cambia el estado de una señal en un periodo de tiempo.

No se debe confundir la velocidad en baudios con la velocidad en bits por segundo.

Tasa De Baudio

Es el número máximo de cambios de estados que pueden haber en la señal portadora por segundo.

Tasa De Bits

El número de bits que se transmiten por unidad de tiempo a través de un sistema de transmisión digital o entre dos dispositivos digitales. Así pues, es la velocidad de transferencia de datos.

Es la relación entre la información transmitida a través de una red de comunicaciones y el tiempo empleado para ello

La unidad para medir la velocidad de transmisión es el bit por segundo (bps)

Si se tienen símbolos de 2 bits c/u, y deseamos determinar la velocidad de transmisión de un módem de 2400 baudios/s. se hace lo siguiente:  2400 baudios/s. * 2 bits = 4800 bps

Algunos valores de velocidad de transmisión standard son 2400, 4800, 9600, 19200 bps.

El ancho de banda es la cantidad de información o de datos que se puede enviar a través de una conexión de red en un período dado. El ancho de banda se indica generalmente en bits por segundo (bps), kilobits por segundo (Kbps), o megabits por segundo (Mbps).[

Cuanto mayor es la frecuencia de la señal, mayor es la velocidad de transmisión puesto que cada bit tiene un menor tiempo de duración y ello hace que sea posible enviar mayor cantidad de bits en el mismo tiempo.

El ancho de banda es la gama de frecuencias que dicho canal permite que pasen a través de él sin ser distorsionadas.

Se puede determinar como:

B = fmayor - fmenor

fmayorfmenor

B

Se denomina ruido a toda señal no deseada que se mezcla con la señal útil que queremos transmitir

Una de las formas más usuales de medir los niveles de ruido, es comparándolos con los niveles de la señal.

La relación señal/ruido

define como el margen que hay entre la

potencia de la señal que se

transmite y la potencia del ruido que la corrompe

Eb=S·Tb=S/R

Eb : energía de señal por bit S: potencia señalTb: tiempo de un bit, R bits/s.

La magnitud del ruido generado, se puede expresar mediante la denominada figura de ruido (F), que es el resultado de dividir la relación señal/ruido en la entrada por la relación señal/ruido en la salida.

El multiplexor se utiliza como dispositivo que puede recibir varias entradas y transmitirlas por un medio de transmisión compartido. Para ello lo que hace es dividir el medio de transmisión en múltiples canales, para que varios nodos puedan comunicarse al mismo tiempo.

Multiplexión Por División De Tiempo.

Es un medio de transmitir dos o más canales de información en el mismo circuito de comunicación utilizando la técnica de tiempo compartido.

Multiplexión Por División De Tiempo.

Mientras más estrechas sean las muestras de las señales y mayor su distanciamiento una de otra, mayor número de muestras de señales se pueden incorporar entre dos muestras sucesivas de una misma señal.

Multiplexión Por División De Tiempo.

Multiplexación Por División De Frecuencia.

Se convierte cada fuente de varias que originalmente ocupaban el mismo espectro de frecuencias, a una banda distinta de frecuencias, y se transmite en forma simultánea por un solo medio de transmisión. Así se pueden transmitir muchos canales de banda relativamente angosta por un solo sistema de transmisión de banda ancha.

Multiplexación Por División De Código.

Emplea una tecnología de espectro expandido y un esquema

especial de codificación, por el que a cada transmisor se le asigna

un código único, escogido de forma que sea ortogonal respecto

al del resto.

El receptor capta las señales emitidas por todos los transmisores al mismo tiempo, pero gracias al

esquema de codificación puede seleccionar la señal de

interés si conoce el código empleado.

Multiplexación Por División De Código.

Acceso Multiple por división de código (CDMA síncrono)

El CDMA síncrono explota las

propiedades matemáticas de

ortogonalidad entre vectores cuyas coordenadas

representan los datos a transmitir.

Aunque el receptor capte combinaciones lineales de diferentes vectores, si conoce el código de transmisión del usuario de interés siempre podrá aislar sus datos de los del resto de usuarios, simplemente mediante el producto escalar de la señal recibida con el código del usuario.

Acceso Multiple por división de código (CDMA síncrono)

CDMA asíncrono

En los sistemas CDMA asíncronos se emplean secuencias únicas

"pseudo-aleatorias" o de "pseudo-ruido“ (PN). Un código PN es una

secuencia binaria que parece aleatoria, pero que puede

reproducirse de forma determinística si el receptor lo

necesita.

Este término se refiere a una portadora óptica, mientras que la multiplexación

por división de frecuencia generalmente se emplea para referirse a una

portadora de radiofrecuencia. Sin embargo, puesto que la longitud de

onda y la frecuencia son inversamente proporcionales, y la radiofrecuencia y la

luz son ambas formas de radiación electromagnética, la distinción resulta

un tanto arbitraria.

Multiplexación por división de longitud de onda

Todas estás técnicas de multiplexación están sujetas a los estándares de los sistemas de transmisión digital.

Multiplexación por división de longitud de onda

También puede enviarse sobre fibra óptica aunque no esta diseñado para ello y se suele usar en este caso SDH

PDH

Tecnología que permite enviar varios canales telefónicos sobre un mismo medio (sea cable coaxial, radio o microonda) usando técnicas de multiplexación por divisor de tiempo y equipos digitales de transmisión.

SDH

Jerarquía digital síncrona, su principal objetivo es ayudar en el proceso de adaptación del sistema PDH ya que el nuevo sistema jerárquico se implantaría paulatinamente y debía convivir con la jerarquía plesiócrona instalada. La trama básica de SDH trabaja con una velocidad de 155 Mbps.

Se llama capacidad de un canal a la velocidad, expresada en bps, a la que se pueden transmitir los datos en un canal o ruta de comunicación.

Lo deseable es conseguir la mayor velocidad posible dado un ancho de banda limitado, no superando la tasa de errores permitida .

El mayor inconveniente para conseguir esto es el RUIDO.

Nyquist supuso en su teorema un canal exento de ruido ( ideal)

Por lo tanto la limitación de la velocidad de transmisión permitida en el canal, es la impuesta exclusivamente por el ancho de banda del canal.

El teorema de Nyquist establece que:

C=2B log MDonde :M= Niveles de la señalB= Ancho de banda

El teorema de Shannon establece que:

C = B log2 (1+S/N)

Donde:C=capacidad teórica máxima en bpsB=ancho de banda del canal Hz.S/N=relacion de señal a ruido, S y N dados en watts.

Shannon - Hartley

Durante la comunicación se pueden producir diferentes alteraciones

Atenuación La energía de una señal decae con la distancia, por lo que hay que asegurarse que llegue con la suficiente energía como para ser captada por la circuitería del receptor

Distorsión de retardo

  Debido a que en medios guiados, la velocidad de propagación de una señal varía con la frecuencia, hay frecuencias que llegan antes que otras dentro de la misma señal y por tanto las diferentes componentes en frecuencia de la señal llegan en instantes diferentes al receptor.

 Ruido

  El ruido es toda aquella señal que se inserta entre el emisor y el receptor de una señal dada. Hay diferentes tipos de ruido: ruido térmico debido a la agitación térmica de electrones dentro del conductor, ruido de intermodulación cuando distintas frecuencias comparten el mismo medio de transmisión

Eco

Consiste en la aparición de una señal no deseada de las mismas características pero atenuada y retrasada en el tiempo respecto a esta.

Es una medida de señal a ruido normalizada, y también se conoce como SNR por bit. Es especialmente útil cuando se comparan los distintos esquemas de modulación digital, sin tener en cuenta el ancho de banda. Esta relación es igual a la SNR dividida por la eficiencia espectral del enlace.

Eb/No = (C/N)*(B/Fb)

C/N es la relación señal a ruido.Fb es la frecuencia de bits.

La misma ecuación anterior se puede expresar como:

Recordando que el sonido, es cualquier fenómeno que involucre la propagación en forma de ondas elásticas (sean audibles o no), generalmente a través de un fluido que esté generando el movimiento vibratorio de un cuerpo.

La distancia existente entre dos crestas o valles consecutivos es lo que se llama longitud de onda.

La longitud de las ondas de sonido, en el La longitud de las ondas de sonido, en el rango que los seres humanos pueden rango que los seres humanos pueden escuchar, oscilan entre menos de 2 cm, hasta escuchar, oscilan entre menos de 2 cm, hasta aproximadamente 17 metros. aproximadamente 17 metros.

Las ondas de radiación electromagnética que forman la luz visible tienen longitudes de onda entre 400 y 700 nanómetros (luz morada) y 700 (luz roja).