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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO JOSÉ DE SUCRE VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ.

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1 REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE ANTONIO JOSÉ DE SUCRE VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ Departamento de Ingeniería Electrónica IVIA CALMA C.I ISRAEL RIOS C.I

2 MODULACIONES ANALÓGICAS MODULACIONES ANALÓGICAS Técnicas de Modulación analógicas: a.Modulacion en amplitud b.Modulacion en Frecuencia c.Modulacion de Fase d.Modulacion de Amplitud de Pulsos e.Modulacion de Ancho de Pulsos f.Modulacion de Posicion de Pulsos

3 MODULACIONES DIGITALES Técnicas de Modulación Digitales: a.Modulacion por conmutación de amplitud b.Modulacion por conmutación de frecuencia c.Modulacion por conmutacion de fase d.Modulacion 4PSK, 8-PSK y 16_PSK e.Modulacion 8-QAM y 16_QAM

4 COMPARACIÓN ENTRE LAS MODULACIONES ANALÓGICAS Y DIGITALES Se pueden comparar los siguientes parámetros entre ellas: a.Naturaleza de la modulante y la portadora b.Facilidad de generación c.Ancho de banda d.Influencia del ruido

5 MODELO PARA LAS COMUNICACIONES DIGITALES Los sistemas de comunicaciones pueden ser representados por medio de un diagrama de bloques, el cual recibe el nombre de Modelo de los Sistemas de Comunicaciones. Esta misma estrategia puede ser empleada para representar los sistemas de Comunicaciones Digitales.

6 MODELO SIMPLE PARA LAS COMUNICACIONES DE DATOS

7 Señal Periódica: es aquella que posee un patrón que se repite en el tiempo, puede ser continua o discreta. Una Señal No Periódica se puede considerar como una señal periódica de período infinito. CONCEPTOS DE ANÁLISIS DE SEÑALES Parámetros de una Señal Periódica: Amplitud, Frecuencia, Período, Fase. f(t) wt A -A T θ

8 Señal Contínua Señal Discreta CONCEPTOS DE ANÁLISIS DE SEÑALES

9 Longitud de Onda de la Señal: es la distancia que ocupa un ciclo completo de la señal que viaja a una velocidad ν. donde: c: Velocidad de la Luz, 3x10 8 m/s f: frecuencia de la señal. CONCEPTOS DE ANÁLISIS DE SEÑALES

10 Señal en el Dominio de la Frecuencia: Representación de la señal utilizando como variable independiente la frecuencia. Frecuencia Fundamental: es el primer armónico de la señal y está representado por la frecuencia natural de la misma. CONCEPTOS DE ANÁLISIS DE SEÑALES Espectro Discreto y Continuo: el espectro de la señal es el conjunto de frecuencias que la constituyen. Conocer el espectro de la señal facilita el análisis de los sistemas de comunicaciones, fundamentalmente en lo que respecta a su ancho de banda.

11 INFORMACIÓN EN FORMATO DIGITAL En las comunicaciones digitales la modulante es información digital, la cual se representa en forma binaria, 1´s y 0´s

12 TIPOS DE CÓDIGOS Códigos de uso como son: BINARIO BINARIO GRAY GRAY BCD BCD ASCII ASCII

13 Como regla general, antes de transmitir el mensaje, se determina si el sistema de comunicaciones a emplear es capaz de soportar el manejo de la información en este formato, para así poder determinar si se puede enviar la información a través de él. Veamos una simulación que considera el ancho de banda a emplear por el sistema. Se considera el análisis de Fourier. ANCHO DE BANDA DE LA INFORMACIÓN EN FORMATO DIGITAL

14 COCIENTE E B /N O Es la fracción entre la energía de la señal por bits y la densidad de potencia del ruido por hertzio, Eb/No. Este es un parámetro más adecuado para determinar las tasas de error y la velocidad de transmisión.

15 CÁLCULO DEL COCIENTE E B /N O Se puede determinar por: Donde: Eb=STb, S es la potencia de la señal y Tb es el tiempo necesario para enviar un bit. La velocidad de transmisión es R=1/Tb. k es la constante de Boltzmann y T la temperatura.

16 CÁLCULO DEL COCIENTE E B /N O Se puede expresar en dB:

17 BITS Y BAUDIO Razón de Bits: es la razón de cambio en la entrada del modulador y tiene como unidades bits por segundos (bps) Razón de Baudio: es la razón de cambio en la salida del modulador y es igual al reciproco del tiempo de un elemento de señalización de salida.

18 CAPACIDAD DE INFORMACIÓN DE UN SISTEMA DE COMUNICACIÓN La capacidad de información es una medida del número de símbolos independientes que pueden enviarse por un sistema de comunicaciones por unidad de tiempo.

19 Según la ley de HARTLEY, se tiene que la capacidad de información esta dada por: donde: I: capacidad del canal de información del sistema B: ancho de banda disponible (Hz). T: línea de transmisión (seg). CAPACIDAD DE INFORMACIÓN DE UN SISTEMA DE COMUNICACIÓN

20 LIMITE DE SHANNON Una relación mucho más útil que la que formuló Hartley, es el Limite de Shannon. Relaciona la capacidad de información de un canal de comunicaciones al ancho de banda y a la relación señal – ruido que el mismo posee.

21 LIMITE DE SHANNON Esto es, en forma de ecuación: donde: I: capacidad de información (bps). B: ancho de banda (Hz). S/N: relación señal a ruido (sin unidades).

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23 Comunicacion de Datos es Proceso de transferir informacion digital (normalmente en forma binaria) entre dos o mas puntos Informacion Datos Codigos Se define Pueden ser informacion Mas comunes Alfabetica Numerica Simbolica Alfanumerico (Codificados en binario) Codigos operacionale Codigos de control Bandot Estandar Americano para el intercambio de la informacion (ASCII) Intercambio de Decimal Codificado en Binario Extendido Se conoce Conocimiento/ Forma de conocimiento Como Datos la informacion que se procesa y organiza

24 Codigos de comunicaciones de datos son Se llaman tambien Secuencias de bit preescritas, usadas para codificar caracteres y simbolos Existen solo 3 caracteres Conjunto de caracteres Codigos de caracteres Codigos de simbolos o lenguajes de caracteres Se usan para Caracteres de Control de enlace de datos Facilitar el flujo ordenado de informacion de una fuente a un destino L o cual Involucra la sintesis o presentacion de la informacion en la terminal de recepcion Caracteres de control grafico Se usan para Representar los multiples simbolos usados para letras, numeros y puntuacion en el lenguaje ingles Caracteres Alfanumericos El 1er codigo, que tuvo un uso amplio fue el codigo MORSE (. – )

25 Codigo Baudot fue es El 1er codigo de Tamaño fijo. Fue desarrollado por un ing. Postal frances. Thomas Murray Fue nombrado despues por Emile Baudot un pionero en la impresion telegrafica existen Solo 25 o 32 combinaciones posibles, lo cual es insuficiente para representar las 26 letras del alfabeto, los 10 digitos y diversos signos de puntuacion asi como caracteres de control Es un codigo de caracteres de 5 bits que se usa para equipos de Teletipo de baja velocidad, tal como el sistema TWX/Telex El codigo Baudot usa caracteres de cambio de posicion de letra, para expandir su capacidad a 58 caracteres

26 Codigo ASCII es el Un Conjunto de caracteres de 7 bits que tiene 128 combinaciones. Con ASCII, el bits menos significativo (LSB) se designa como bo y el mas significativo (MSB) se designa como b6 Ya que el Codigo no representa un numero binario con mas peso. Con ASCII el bit de orden bajo (bo), es el LSB y se transmite primero. El ASCII es probablemente el codigo mas usado hoy en dia B7 no es parte del codigo ASCII, pero generalmente se reserva para el bit de paridad. Con cualquier conjunto de caracteres, todos los bits son igualmente importantes

27 Codigo EBCDIC es Haciendo que Un codigo de caracteres de 8 bits, desarrollado por IBM y se usa, extensamente en IBM y equipo compatible con IBM. Con 8 bits, son posibles 256 combinaciones EBCDIC sea el conjunto de caracteres mas poderoso. Observe que el mas significativo es bo y el menos significativo b7. El codigo no facilita el uso del bit de paridad

28 Fuente Destino Se debe tener en cuenta Transmision de datos para Propagacion fisica de los datosNaturaleza de los datos Pocedimiento requerido en el camino Asegurar que los datos que se reciban sean los datos enviados por el transmisor Para todas estas consideraciones, el punto crucial es si se trata de entidades digitales o analogicas Datos Se conoce las Cualquier entidad capaz de transportar informacion Señales son representaciones electricas o electromagneticas de los datos Señalizacion Es el Hecho de la propagacion fisica de las señales a traves de un medio adecuado Transmision como La comunicacion de datos mediante la propagacion y el procesamiento de señales

29 Todos los dispositivos electricos y electronicos emiten interferencias y/o son suceptibles a estos Atenuacion Considerando que Debido a que La energia de una señal decae con la distancia, por lo que hay que asegurarse que llegue con la suficiente energia como para ser captada por la circuiteria del receptor La atenuacion varia en funcion de la frecuencia, las señales analogicas llegan distorcionadas, por lo que hay que utilicar sistemas que le devuelvan a la señal sus caracteristicas iniciales Distorsion de retardo Debido a que Y por lo tanto En medios guiados, la velocidad de propagacion de una señal varia con la frecuencia, hay frecuencias que llegan antes que otras dentro de la misma señal Los diferentes componentes en frecuencia de la señal llegan en instantes diferentes al receptor. Para atenuar este problema. Se usan tecnicas de ecualizacion Ruido Es tenemos Toda aquella señal que se inserta entre el emisor y el receptor de una señal dada Es Se produce Se trata Ruido termico Ruido de intermodulacion DiafoniaRuido impulsivo Agitacion termica de los electrones Cuando distintas frecuencias comparten el mismo medio de transmision Cuando hay un acoplamientoentre las lineas que transportan las señales De pulsos discontinuos de poca duracion y de gran amplitud que afectan a la señal Es tenemos La velocidad a la que se pueden transmitir los datos en un canal de comunicacion de datos Es es Velocidad de los datos El ancho de bandaLa taza de errores La velocidad expresada en bits por segundo a la que se pueden transmitir los datos Aquel ancho de banda de la señal transmitida y que esta limitado por el transmisor y por la naturaleza del medio de transmision La razon a la que ocurren los errores. Capacidad del canal Eco Consiste en La aparicion de una señal no deseada de las mismas caracteristicas pero atenuada y retrasada en el tiempo respecto a esta

30 Nyquist supuso en su teorema un canal exento de ruido (Ideal) Por lo tanto la limitacion de la velocidad de transmision permitida en el canal, es la impuesta exclusivamente pro el ancho de banda de canal El teorema de Nyquist establece que: M La velocidad maxima de transmision en bits por segundo para un canal (sin ruido) con ancho de banda B(Hz) es: C=2Blog2 MDonde: M= niveles de la M= niveles de la señal Si M=2, C=2B La ganancia de potencia G de un amplificador es la razon entre la potencia de salida entre la potencia de entrada G= P2/P1 La ganancia de potencia en decibeles se define como: G(db)=10*log1 0(G)

31 Es deseable establecer una diferencia entre velocidad de transmisión de los datos (expresada en bits por segundo, bps) y la velocidad de modulación (expresada en baudios). Velocidad de transmisión, tasa de bits T b : duración de un bit La velocidad de modulación es aquella con la que se generan los elementos de señal. D: velocidad de modulación en baudios R: velocidad de transmisión en bps B: número de bits por elemento de señal

32 No retorno a cero 0= Nivel alto 1= Nivel bajo No retorno a cero invertido 0= No hay transicion al comienzo del intervalo (1 bit cada vez) 1= Transicion al comienzo del intervalo Bipolar AMI 0= No hay señal 1= Nivel positivo o negativo, alternadamente Pseudoternaria 0= Nivel positivo o negativo, alternadamente 1= No hay señal Manchester 0= Transicion de alto a bajo en mitad del intervalo 1= Transicion de bajo a alto en mitad del intervalo Manchester Diferencial 0= Transicion al principio del intervalo 1= No hay transicion al principio del intervalo B8ZS Igual que en Bipolar AMI, excepto que cualquier cadena de 8 ceros se reemplaza por una cadenas que tiene dos violaciones al codigo HDB3 Igual que en Bipolar AMI, excepto que cualquier cadena de 4 ceros se reemplaza por una cadenas que contiene una violacion al codigo código Nivel no retorno a cero Códificacion diferencial Alternate mark inversión Códigos pseudoternarios Bifase

33 La forma mas frecuente y facil de transmitir señales digitales Es mediante la utilizacion de un nivel diferente de tension para cada uno de los bits Los codigos que siguen esta estrategia comparten la propiedad de que el nivel de tension se mantiene constante durante la duracion del bit Se usa generalmente para generar o interpolar los datos binarios en los terminales y otros dispositivos. Si se usa un codigo diferente, este se genera usualmente a partir de la señal NRZ-L

34 Los datos se codifican mediante la presencia o ausencia de una transicion de la señal al principio del intervalo de duracion del bit Un 1 se codifica mediante la transicion (bajo a alto a bajo) al principio del intervalo del bit, mientras que un cero se representa por la ausencia de transicion Es un ejemplo de codificacion diferencial. Aqui en lugar de determinar el valor absoluto, la señal se decodifica comparando la polaridad de los elementos de señal adyacente Una ventaja de este esquema es que en presencia de ruido puede ser mas seguro detectar una transicion en lugar de comparar un valor con un umbral Es que en un sistema complicado de transmision, no es dificil perder la polaridad de la señal. Por ejemplo en una linea de par trenzado, si los cables se invierten accidentalmente todos los 0 y 1 en el NRZ-L se invertiran. Esto no pasa en un esquema diferencial

35 Bipolar AMI ventajas No habra problemas de sincronizacion en el caso de que haya una cadena de 1. Cada 1 fuerza una transicion, por lo que el receptor se puede sincronizar en dicha transicion. Ya que los elementos de señal correspondientes a 1 alternan el nivel de tension, no hay componente continua El ancho de banda de la señal resultante es considerablemente menor que el correspondiente a NRZ La alternancia entre los pulsos proporciona una forma sencilla de detectar errores Un 0 se representa por ausencia de señal Un 1 se representa como pulso positivo o negativo

36 Pseudoternarios ventajas No habra problemas de sincronizacion en el caso de que haya una cadena de 1. Cada 1 fuerza una transicion, por lo que el receptor se puede sincronizar en dicha transicion. Ya que los elementos de señal correspondientes a 0 alternan el nivel de tension, no hay componente continua El ancho de banda de la señal resultante es considerablemente menor que el correspondiente a NRZ La alternancia entre los pulsos proporciona una forma sencilla de detectar errores

37 Un 1 se representa por ausencia de señal Un 0 se representa como pulso positivo o negativo Desventaja: El receptor de señales codificadas con binario multinivel se ve obligado a distinguir entre tres niveles, en lugar de los dos niveles de lo otros esquemas Por lo tanto, la señal de un codigo binario multinivel necesita mayor potencia que las señales bivaluadas para la misma probabilidad de error

38 Manchester Se encuentran Siempre hay una transicion en mitad del intervalo de duracion del bit. Esta transicion en la mitad del bit sirve como un procedimiento de sincronizacion a la vez que se transmiten los datos Manchester Manchester Diferencial Nos encontramos con que Se tiene Una transicion de bajo a alto 1 Una transicion de alto a bajo 0 Es un Metodo en los que los datos y la señal de reloj estan combinadas para formar un unico flujo de datos auto- sincronizados ventajas Es a menudo menos propenso a errores que comparar con tierra en un entorno ruidoso La presencia de la transicion es importante pero no la polaridad. Las codificaciones diferenciales funcionaran exactamente igual si la señal es invertida

39 B8ZS es Metodo que inserta 2 veces sucesivas al mismo voltaje en una señal donde 8 ceros consecutivos sean transmitidos El dispositivo que recibe la señal interpreta la violacion bipolar como una señal de engranaje de distribucion, que guarda la transmision y dispositivos de encubrimiento sincronizados Cuando aparecen 8 0 consecutivos, se introducen cambios artificiales en el patron basados en la polaridad del ultimo bit 1 codificado

40 HDB3 es Codigo binario de telecomunicaciones principalmente usado en Japon, Europa, Australia y esta basado en el codigo AMI Usando una de sus caracteristicas principales que es invertir la polaridad de los unos para eliminar la componente continua Consiste en sustituir secuencias de bits que provocan niveles de tension constantes por otras que garantizan la anulacion de la componente continua y la sincronizacion del receptor


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