Sistemas de Transmisión de Datos AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL Correo: sigilbertohernandez@gmail.com Blog: www.sigilbertohernandez.wordpress.com Sigilberto Hernández

COMUNICACIÓN Es el proceso mediante el cual se puede transmitir información de una entidad a otra, alterando el estado de conocimiento de la entidad receptora.  Interferencia Código Canal Canal EMISOR MENSAJE RECEPTOR Retroalimentación

DATO Es una representación simbólica (numérica, alfabética, algorítmica, espacial, etc.) de un atributo o variable cuantitativa o cualitativa. PROCESAMIENTO DATO INFORMACIÓN Un dato por sí mismo no constituye información, es el procesamiento de los datos lo que nos proporciona información.

BIT Bit es el acrónimo Binary digit (dígito binario). Un bit es un dígito del sistema de numeración binario. Las unidades de almacenamiento tienen por símbolo bit. COBINACIONES Se puede imaginar un bit como una bombilla que puede estar en uno de los siguientes dos estados: Apagado Encendido

Los datos se representan TRANSMISIÓN DE DATOS Es la transferencia física de datos (un flujo digital de bits) por un canal de comunicación punto a punto o punto a multipunto. Los datos se representan Señal electromagnética Señal de tensión eléctrica Ondas radioeléctricas Microondas o infrarrojos La transmisión de datos ocurre entre un transmisor y un receptor a través de un medio de transmisión.

EL ÉXITO DE LA TRANSMISIÓN DEPENDE DE: TRANSMISIÓN PUEDE SER simplex half-duplex full-duplex EL ÉXITO DE LA TRANSMISIÓN DEPENDE DE: TRANSMISION Características de medios de transmisión La calidad de la señal que se transmite

TRANSMISIÓN SIMPLEX Se usa cuando los datos son transmitidos en una sola dirección.

TRANSMISIÓN HALF - DUPLEX Se usa cuando los datos transmitidos fluyen en ambas direcciones, pero solamente en un sentido a la vez.

TRANSMISIÓN FULL - DUPLEX Es usado cuando los datos a intercambiar fluyen en ambas direcciones simultáneamente.

TRANSMISIÓN ANALOGICA Y DIGITAL Los datos a intercambiar siempre están disponibles en forma de señal digital. No obstante, para su transmisión podemos optar por la utilización de señales digitales o analógicas. Señal Continua Señal Discreta La elección no será, casi nunca, una decisión del usuario, sino que vendrá determinada por el medio de transmisión a emplear.

TRANSMISIÓN ANALOGICA Y DIGITAL Señal Continua Señal Discreta Una señal s(t) es continua si: La señal varia durante el tiempo pero tiene una representación para todo t. Una señal es discreta si: está compuesta de un número finito de valores

EL MEDIO DE TRANSMISIÓN MEDIOS DE TRANSMISIÓN Es el medio físico a través del cual viaja la señal desde el Transmisor hasta el Receptor. EL MEDIO DE TRANSMISIÓN Pueden ser Guiados No Guiados

MEDIOS GUIADOS / NO GUIADOS Las ondas son guiadas a lo largo de un camino físico: Ejemplos: Par trenzado Cable coaxial Fibra óptica Proveen un medio para la transmisión de ondas electromagnéticas pero sin guiarlas: Ejemplos: Aire Agua Vacío

TRANSMISIONES GUIADAS Punto a Punto Transmisor/ Receptor Amplificador o Repetidor Transmisor/ Receptor Medio Medio 0 o más Multipunto TRANSMISIONES GUIADAS Transmisor/ Receptor Transmisor/ Receptor Transmisor/ Receptor Transmisor/ Receptor ….. ….. Amplificador o Repetidor Medio Medio 0 o más

MAPA CONCEPTUAL

GUIADOS NO GUIADOS MAPA CONCEPTUAL

SEÑAL ANALÓGICA Una señal analógica es un tipo de señal generada por algún tipo de fenómeno electromagnético y que es representable por una función matemática continua en la que es variable su amplitud y periodo (representando un dato de información) en función del tiempo. Algunas magnitudes físicas comúnmente portadoras de una señal de este tipo son eléctricas como: Pero también pueden ser: INTENSIDAD TENSIÓN POTENCIA PRESIÓN TEMPERATURA MECANICAS Señal analógica

palabra escrita o al lenguaje. SEÑAL Una señal es un signo, un gesto u otro tipo que informa o avisa de algo. La señal sustituye palabra escrita o al lenguaje. Ellas obedecen a convenciones, por lo que son fácilmente interpretadas.

SEÑAL ANALÓGICA EJEMPLOS

SEÑAL DIGITAL La señal digital es un tipo de señal generada por algún tipo de fenómeno electromagnético en que cada signo que codifica el contenido de la misma puede ser analizado en término de algunas magnitudes que representan valores discretos, en lugar de valores dentro de un cierto rango. Nivel bajo Nivel alto Flanco de subida Flanco de bajada Señal digital Esto no significa que la señal físicamente sea discreta ya que los campos electromagnéticos suelen ser continuos, sino que en general existe una forma de discretizarla unívocamente.

SEÑAL DIGITAL EJEMPLOS

CONCEPTOS BÁSICOS DE LAS SEÑALES Las 3 características más importantes de una señal periódica son: Amplitud Frecuencia Fase

CONCEPTOS BÁSICOS DE LAS SEÑALES Es el valor instantáneo de una señal en cualquier momento. En transmisión de datos, la amplitud está medida en volts. AMPLITUD Es el inverso del perido (1/T) Representa el número de repeticiones de un periodo por segundo. Expresado en ciclos por segundo, o hertz (Hz). FRECUENCIA Es una medida de la posición relativa en el tiempo del periodo de una señal. FASE

REPRESENTACIÓN GRAFICA

La diferencia de fase es de /2 radianes EJEMPLO DE UNA DIFERENCIA DE FASE A B t  /2 2  La diferencia de fase es de /2 radianes 25

SEÑAL SENOIDAL s(t) = A sin (2 πf1t + θ) A t T 1/f 1 Una señal senoidal puede ser expresada como: s(t) = A sin (2 πf1t + θ) A es la amplitud máxima f1 es la frecuencia θ es la fase Recordemos que: 2π radianes = 360º = 1 periodo ELEMENTOS A T 1/f 1 t s(t) = A sin (2  f1t) ó s(t) = A cos (2  f1t -  /2)

CON RESPECTO A LA FRECUENCIA Por ejemplo, para la señal: s(t) = sin (2πf1t) + 1/3 sin (2π(3f1)t) . EJEMPLO los componentes de esta señal son ondas senoidales de frecuencias f1 y 3f1 respectivamente

CON RESPECTO A LA FRECUENCIA RESULTANTE sin (2πf1t) CON RESPECTO A LA FRECUENCIA 1/3 sin (2π(3f1)t) s(t) = sin (2πf1t) + 1/3 sin (2π (3f1)t)

OBSERVACIONES La segunda frecuencia es múltiplo de la primera. Cuando todas las frecuencias en los componentes de una señal son múltiplos de una frecuencia, a esta última se le conoce como frecuencia fundamental. El periodo de la señal total es igual al periodo de la frecuencia fundamental. Como el periodo del componente sin (2πf1t) es T = 1/ f1, entonces el periodo de s(t) es también T

SEÑALES Datos: Entidades que poseen un significado. Señales: Codificación eléctrica o electromagnética de datos. Señalización: Es el acto de propagar la señal a lo largo de un medio. TERMINOLOGIA

SEÑAL CUADRADA Los componentes de frecuencia en una señal cuadrada están para para k impar por: s(t) = A x k=1 1/k sin (2kf1t) EJEMPLOS Entonces, el número de componentes de frecuencia es infinito; por lo tanto, el ancho de banda también es infinito

SEÑAL ANALÓGICA Sin embargo, la amplitud del k-ésimo componente de frecuencia kf1, es 1/k. Por lo tanto, la mayor parte de la energía en este tipo de onda está en los primeros componentes de frecuencia. EJEMPLOS

Es necesario el uso de amplificadores POTENCIA DE LA SEÑAL Atenuación: Una señal, al ser propagada por un medio, sufre de pérdida o atenuación de su potencia. AMPLIFICADORES Es necesario el uso de amplificadores

POTENCIA DE LA SEÑAL Ndb = 10 log10 (P2 / P1) Para expresar pérdidas y ganancias se utilizan los decibeles. El decibel es la medida de la diferencia de dos niveles de potencia. Ndb = 10 log10 (P2 / P1) El decibel es usado también para medir diferencias de voltaje. (P = V2 / R.) Ndb = 20 log10 (V2 / V1)

POTENCIA DE LA SEÑAL El decibel hace referencia a magnitudes relativas o cambios en la magnitud y no a un nivel absoluto. Es importante poder hacer referencia a valores absolutos de potencia y voltaje en decibeles y así facilitar los cálculos de pérdidas y ganancias.

TRANSMISION Transmisión: Es la comunicación de datos a partir de la propagación y procesamiento de señales. ANALOGICA DIGITAL

TRANSMISION ANALOGICA Se transmiten señales analógicas sin importar su contenido. Las señales analógicas transmitidas pueden representar: Datos analógicos (voz). Datos digitales (datos binarios que pasan por un módem).

TRANSMISION ANALOGICA Después de cierta distancia, la señal analógica pierde potencia (atenuación). Es necesario el uso de amplificadores. Desventaja: amplifican también el ruido. Lo anterior no representa mayor problema en el caso de datos analógicos, y sí en el caso de datos digitales. CARACTERISTICAS

TRANSMISION DIGITAL En este tipo de transmisión el contenido de la señal es de vital importancia. Al transmitir una señal digital, el problema de atenuación es resuelto con repetidores. Un repetidor recupera el patrón de 1’s y 0’s y retransmite una nueva señal digital. CARACTERISTICAS

TRANSMISION DIGITAL Y ANALOGICA Señal Analógica Señal Digital Dos alternativas: La señal ocupa el mismo espectro que los datos analógicos Los datos analógicos están codificados para ocupar una porción diferente del espectro. Los datos analógicos son codificados utilizando un codec para producir un flujo de bits digital. Datos Analógicos DATOS Y SEÑALES Dos alternativas: La señal consiste de dos niveles de voltaje para representar los dos valores binarios. Los datos digitales están codificados para producir una señal digital con propiedades deseadas. Los datos digitales son codificados utilizando un módem para producir una señal analógica. Datos Digitales

DISTORSIÓN POR RETRASO PROBLEMAS EN LA TRANSMISION La potencia de la señal se debilita con la distancia al viajar a través de cualquier medio de transmisión ATENUACIÓN Es un fenómeno particular propio de los medios guiados de transmisión. El tiempo de propagación de una señal varía con la frecuencia. DISTORSIÓN POR RETRASO Es una señal no deseada que acompaña la transmisión de una señal Ruido térmico Ruido intermodular Crosstalk Ruido por impulsos RUIDO

PREGUNTAS…?