Transmisin de datos

Transmisin de datosIng. Carlos Moreno ParedesComunicacinEs un proceso en el cual transmitimos ideas, informacin, actitudes mediante el uso de smbolos, palabras, imgenes, figuras desde un transmisor hasta un receptor con un propsito dado.Es un proceso dinmico por naturaleza.

TransmisorReceptorMensaje yRespuestaModelo de una ComunicacinRepresenta las caractersticas principales y elimina los detalles innecesarios.TRANSMISORRECEPTORMENSAJECODIFICADORDECODIFICADORRespuesta o Feedback3TelecomunicacionesTransmisin de mensajes, sobre distancias considerables con el propsito de comunicar.Las telecomunicaciones envuelve el uso de medios elctricos como el telfono, el uso de las microondas, el uso de las fibras pticas, y el uso de el internet.Antecedentes histricosEl humoEl telgrafoEl telfonoLa radioLa televisinRedes de computadorasEl InternetSistema de comunicacinEs un sistema que esta diseado para enviar mensajes de informacin desde un Transmisor que genera el mensaje hasta uno o mas Receptores.Diagrama funcional

El transmisorConvierte la seal elctrica en una forma que es adecuada para la transmisin a travs del canal fsico.Se conoce como modulacin al proceso que realiza el transmisor de utilizar la informacin de la seal para variar sistemticamente la amplitud, frecuencia o fase de la portadora.El transmisor tambin se encarga de filtrar seales parasitas y en transmisiones inalmbricas de radiar a travs de la antena.El canalEs el medio fsico usado para enviar la seal.En transmisiones inalmbricas, usualmente es la atmosfera.En otros tipos de comunicaciones como la telefona, podemos tener cable de cobre en sus diversos tipos, fibras pticas, micro ondas.Cualquiera que sea el medio fsico, la seal va a sufrir cierta degradacin.La principal forma de degradacin es el ruido que se manifiesta en el receptor cuando la seal es amplificada.El receptorSu funcin principal es recuperar el mensaje contenido en la seal recibida.Puede ejecutar un proceso de demodulacin para extraer la seal de la portadora.El receptor tambin se encarga de filtrar la seal y suprimir el ruido.Aplicaciones de las telecomunicacionesAmbito empresarialArquitecturasSistemas de comunicacion electronicoSistemas de reunion electronicoBusiness process systemsCentralizadaDistribuidaCliente/servidorInterorganizacionalGlobalEmailVoice mailBulletin BoardVideotexFaxServicios de Infomacion Publica

Desktop Video conferenciaConferencia de directorioConferencia desde terminalTeleconferenciaProcesamiento de transacciones en lineaSolicitud/respuesta.EDI / XMLTransferencias electronicas de dineroMonitoreoControl de ProcesosTeleconmutacionTENDENCIASHacia un gran numero de vendedores, carriers, alianzas y servicios de redes de Telecomunicaciones competitivasIndustrialesHacia redes abiertas e interconectadas de voz, datos y video digitales locales y globales, usando fibras opticas de alta velocidad y satelites.TecnologicasHacia un intensivo uso del Internet e intranets empresariales e interorganizacionales, para apoyar la colaboracion de sistemas informaticos operaciones de negocioos en linea y ventaja estrategica en mercaldos locales y globales.AplicacionesLa transmisin de informacinLa informacin se puede transmitir por cables al variar alguna propiedad fsica, como el voltaje o la corriente.El valor del voltaje o corriente se puede representar como una funcin simple del tiempo f(t), en forma de seales.Esto nos permite modelar el comportamiento de la seal y analizarla de manera matemtica.Qu es una seal?Una seal puede ser expresada como una funcin dependiente de dos factores.Estos factores son:el tiempo: s(t)la frecuencia: S(f)Conceptos bsicos de sealesLas 3 caractersticas ms importantes de una seal peridica son

AmplitudFrecuenciaFaseLa amplitudEs el valor instantaneo de una seal en cualquier momentoEn transmisin de datos, la amplitud est medida en volts La frecuenciaEs el inverso del perido (1/T)Representa el nmero de repeticiones de un periodo por segundo.Expresado en ciclos por segundo, o hertz (Hz).Amplitud, periodo y frecuenciatT1/f1AAT1/f1tT : periodoA : Amplitud

f : frecuencia1La fase Es una medida de la posicin relativa en el tiempo del periodo de una seal.t /2Seales continuas vs discretasUna seal s(t) es continua si esta compuesta de un nmero infinito de valores. En terminos matemticos:

Una seal es discreta si est compuesta de un nmero finito de valores.

Seales continuas vs discretasSeal ContnuaSeal DiscretaEspectro y ancho de bandaEl espectro de una seal es el rango de frecuencias que sta contiene.El ancho de banda absoluto de una seal est dado por el tamao del espectro.Transmitiendo sealesEs necesario procesar de alguna forma la seal de datos antes de enviarla por los medios de transmisin.una seal con dos niveles de tensin altos no resulta eficiente ya que se necesita una gran cantidad de energa para transmitirlaPuede ser ventajoso transmitir informacin contenida en una seal a travs de otra seal que no ocupe mucha energaSeales portadorasNormalmente se usa una seal periodica denomida portadoraEsta seal se encarga de transportar la informacin a transmitirLa informacin se consigue modificando algn parmetro propio de la portadora como:la amplitud de la sealla frecuencia de la sealla fase de la sealLa modulacinEl proceso de alteracin de la seal portadora se conoce como modulacinLa seal que representa la informacin y que modificar parmetros portadora se denomina seal moduladoraLa seal resultante se denomina seal moduladaModulacin en amplitudModificacin de la amplitud de una seal portadora de acuerdo a la seal fuente de informacinLa frecuencia de la portadora es mucho mayor que la de la seal moduladoraEjemplo modulacin amplitud0 1 1 1 0 1Seal DigitalPortadoraSeal Modulada en AmplitudModulacin por frecuencia Modificacin de la frecuencia de la seal portadora en funcin a la seal moduladoraLa frecuencia de la portadora es mucho mayor que la de la seal moduladora para distinguir cambios en el ciclo de dicha portadora

Ejemplo modulacin frecuencia0 1 1 1 0 1Seal DigitalPortadoraSeal Modulada en FrecuenciaModulacin por faseModificacin de la fase de la seal portadora en funcin a la seal moduladoraMayor nmero de cruces por ceroTanto la modulacin en frecuencia como la modulacin en fase pertenecen al grupo de modulacin de ngulo

Ejemplo modulacin por fase0 1 1 1 0 1Seal DigitalPortadoraSeal Modulada en FaseSeales analgicas y digitalesUna seal analgica es una onda electromagntica propagada a travs de diferentes medios, dependiendo de su espectro.Una seal digital es una secuencia de pulsos de voltaje transmitido a travs de un medio guiado.Datos analgicos y digitalesDatos analgicos: Toman valores continuos en un intervalo dado.Ejemplo: voz y video.Datos digitales: Toman valores discretos.Ejemplo: cdigo ASCII.Transmitiendo con seales analgicasSeales analgicasRepresentan datos con ondaselectromagnticas que varan constantementeDatos analgicosDatos digitales Pulsos deVoltaje BinarioMdemSealAnlogica(FrecuenciaPortadora)TransmisinAnalgicaTransmisinDigital Voz(Ondas de Sonido)TelfonoSealAnalgicaTransmisinAnalgicaTransmitiendo con seales digitalesSeales digitalesRepresentan datos con secuencia de pulsos de voltajeDatos analgicosDatos digitales Datos DigitalesTransmisordigitalSealDigitalTransmisinDigital SealesAnalgicas (voz)CODECSealDigitalTransmisin AnalgicaSe transmiten seales analgicas sin importar su contenido.

Las seales analgicas transmitidas pueden representar:

datos analgicos (e.g., voz). datos digitales (e.g., datos binarios que pasan por un mdem).Despus de cierta distancia, la seal analgica pierde potencia (atenuacin).Es necesario el uso de amplificadores.Desventaja: amplifican tambin el ruido.Lo anterior no representa mayor problema en el caso de datos analgicos, y s en el caso de datos digitales.Transmisin AnalgicaTransmisin DigitalEn este tipo de transmisin el contenido de la seal es de vital importancia.Al transmitir una seal digital, el problema de atenuacin es resuelto con repetidores.Un repetidor recupera el patrn de 1s y 0s y retransmite una nueva seal digital.La misma tcnica es usada para transmitir digitalmente una seal analgica. Se asume que codifica datos digitales (muestrea).El sistema de transmisin cuenta con repetidores en lugar de amplificadores.Transmisin DigitalProblemas transmisinAtenuacinla potencia de la seal se debilita con la distancia al viajar a travs de cualquier medio de transmisinDistorsin por retrasoalgunas componentes de frecuencia de una seal llegan al receptor en tiempos diferentes.Ruidoes una seal no deseada que acompaa la transmisin de una seal.Tiempo transmisinEl tiempo T requerido para transmitir un carcter depende de:mtodo de codificacinla velocidad de sealizacin Vel. sealizacin: la cantidad de veces por segundo que la seal cambia su valor (por ejemplo su voltaje)El concepto de baudLa cantidad de cambios por segundo se mide en baudsUnidad de velocidad de sealizacin igual a la cantidad de elementos discretos de seal transmitidos por segundo.Baud es sinnimo de bits por segundo (bps) si cada elemento de seal representa exactamente un bit.Los bauds ...Una lnea de b bauds no necesariamente transmite b bits/segcada seal podra transportar varios bitssi se usan los voltajes 0,1,2 7 el valor de cada seal podra servir para transportar tres bitsen ese caso la velocidad en bits/seg sera tres veces la velocidad en baudsAncho de banda (en funcin de bits) El ancho de banda es el nmero de bits transmitidos por segundo Relacin de velocidad para la transmisin de datos medidos en kbps y representa la capacidad del canal de comunicacin para transportar datosRango de frecuencias que es capaz de transmitir de forma adecuadaLa multiplexinCuesta prcticamente lo mismo instalar y mantener un canal de alto ancho de banda que uno de bajo ancho de banda entre dos oficinas de conmutacingasto principal: excavacin zanjasSe han desarrollado esquemas para multiplexar muchas conversaciones en un solo canal fsicoTipos multiplexinTDM: Time Division Multiplexinglos usuarios esperan su turno (por asignacin cclica)cada uno obtiene de forma periodica la banda entera durante un breve tiempoFDM: Frecuency Division Multiplexing el espectro de frecuencia se divide entre los canales lgicoscada usuario tiene una posesin exclusiva de alguna banda de frecuenciaCaractersticas FDMTodava se usa en cables de cobre o canales de microondasRequiere circuitos analgicos No es fcil que lo efectue una computadoraPosible utilizarla en fibra ptica (multiplexin por longitud en divisin de onda, WDM)

Caractersticas TDMSe puede controlar por completo con electrnica digitalTcnica apicable solo a datos digitalesse requiere una conversin de analogico a digital en la oficina finalLas seales analgicas se digitalizan con un dispositivo llamado codecproducen nmeros de 7 a 8 bitsel codec toma 8000 muestras por segundo

MuestreoConsiste en capturar informacin de una seal contigua en periodos de muy corta duracin a intervalos de tiempo regularesSeal muestrada: seal formada por una seria de muestras o pulsos igualmente espaciados y que representan la seal original de informacin en el instante de muestreoTeorema del muestreoQu tan seguido hay que tomar muestras?Cantidad mnima de muestras que se necesitan para representar con toda exactitud la seal originalVelocidad de muestreo: cantidad de muestras por segundop.e. canal telefono: rango frecuencias 300 y 400 hzespectro conversacin: 0-4Khzfrecuencia de muestreo: 6800 muestras/segEjemplo muestreomuestreo con 13 puntosmuestreo con 26 puntosEstandares de muestreoUna seal analgica debe ser muestreadaCuando la transmisin digital empez a surgir como una tecnologa factible, el CCITT fue incapaz de lograr un acuerdo respecto al estndar de muestreo.Se usan diferentes esquemas incompatibles en diferentes pases del mundoLas conexiones internacionales se hacen a travs de cajas negras (con frecuencia caras) Estandares DSDS0: enlace de comunicacin dedicado sencillo. Canal ancho banda igual a 64 KbpsDS1: Canal de comunicacin digital de seal tipo 1DS3: Canal de comunicacin digital de seal tipo 3 de 44.736 MbpsDS4: Canal de comunicacin digital de seal tipo 4, 274.176 Mbps en estndar de BellEstandares europeosE0: termino utilizado para referirse a los canales 64 kpbs en estndar americanoE1: estndar europero de transmisin de datos 2.048 Mbpsse pueden alquilar a las compaas telefnicas para su uso particularE3: canl de comunicacin digital de 34.368 Mbps, el ms rpido del mercadotambin se pueden alquilar a las compaas telefnicas para su uso particularEstandares americanosT1: lnea de transmisin implementada por AT&T con velocidad de 1.544 MbpsT3: servicio de transmisin de datos que opera a 44.736 Mbps