TEMA 1 El mundo digital y el mundo analógico

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA • UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA • “ANTONIO JOSÉ DE SUCRE” • VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ • DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA • CÁTEDRA: TRANSMISIÓN DE DATOS TEMA 1 El mundo digital y el mundo analógico Masson, Jhoswarth C.I: 19.419.333 Flores, Eleazar. C.I: 19.013.750 Profesor: Ing. Henry Romero.

2. SUMARIO • El mundo digital y el mundo analógico, características resaltantes de cada uno. •  Información en formato digital. •  Representación binaria de señales. •  Técnicas de modulación digital.  • Velocidad de Transmisión.  • Baudio •  Rata de Baudio.  • El Bit • Rata de Bits.  • Ancho de banda de una señal digital. • Ancho de banda de un canal. •  Relación señal / ruido.  • Multiplexión digital.  • Capacidad del canal de transmisión.  •  Perturbaciones en la Transmisión.  • Cociente energía a ruido. •  Codificación de línea.  • Longitud de onda.

3. El mundo digital y el mundo analógicoCaracterísticas • La información se puede propagar a través de sistemas de comunicaciones en forma de símbolos que pueden ser analógicos (proporcionales) o bien pueden ser digitales (discretos), debido a la existencia de información digital, existe la necesidad de desarrollar distintas técnicas de modulación que permitan una óptima transmisión de estos datos.

4. Características Sistemas digitales • La capacidad de los sistemas digitales para comprimir datos en un espacio más pequeño es otro factor que debe tomarse en consideración. En el contexto de la radiodifusión, esto hace necesario utilizar técnicas de codificación de compresión que permitan trabajar con una calidad sonora y de imagen relativamente elevada en una anchura de canal mucho más reducida. Otra ventaja en este sentido es la posibilidad de establecer un equilibrio entre la calidad (el grado de compresión) y la ocupación de espectro, y ello, prácticamente a voluntad.

5. CARACTERISTICAS SISTEMAS ANALOGICOS Y DIGITALES • Se dice que un sistema es analógico cuando las magnitudes de la señal se representan mediante variables continuas, esto es análogas a las magnitudes que dan lugar a la generación de esta señal. Un sistema analógico contiene dispositivos que manipulan cantidades físicas representadas en forma analógica. En un sistema de este tipo, las cantidades varían sobre un intervalo continuo de valores. Así, una magnitud analógica es aquella que toma valores continuos. Una magnitud digital es aquella que toma un conjunto de valores discretos.

6. TECNICAS DE MODULACIONES ANALOGICAS a. Modulación de Amplitud b. Modulación de Frecuencia c. Modulación de Fase d. Modulación de Amplitud de Pulsos e. Modulación de Ancho de Pulsos f. Modulación de Posición de Pulsos

7. 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. 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 Código Binario: Se denomina código binario porque utiliza 2 símbolos, el 0 y el 1.

8. Técnicas de Modulación Digitales: • Modulación por conmutación de amplitud • Modulación por conmutación de frecuencia • Modulación por conmutación de fase • Modulación 4PSK, 8-PSK y 16_PSK e. Modulación 8-QAM y 16_QAM

9. Velocidad de transmisión • Es el número de bits transmitidos por segundo cuando se envía un flujo continuo de dato. • Si se tienen símbolos de 4 bits c/u, y deseamos determinar la velocidad de transmisión de un módem de 9600 baudios/seg se hace lo siguiente: 9600 baudios/seg * 4 bits = 38.400 bps • Algunos valores de velocidad de transmisión standard son 2400, 4800, 9600, 19200 bps.

10. El Baudio y el Bits • Un bit es el acrónimo de BinaryDigit (Dígito binario), en los sistemas de comunicación digitales se define la “razón de bits”, que es la razón de cambio en la entrada del modulador y tiene como unidades bits por segundos (bps). • Por lo general, la tasa de bits se expresa en kilobits (100 bits) por segundo o Kbps.(es el número de dígitos binarios transferidos por segundo)

11. El Baudio • Un baudio es una unidad de medida, que es usada en telecomunicaciones, que representa el número de símbolos transmitidos por segundo en una red analógica, en los sistemas de comunicación digitales se define la “razón de baudio”, que es la razón de cambio en la salida del modulador y es igual al recíproco del tiempo de un elemento de señalización de salida. • Las líneas terrestres permiten un máximo de 600 baudios, por lo cual sólo hasta los 600 baudios podremos decir que 600 baudios = 600 bps.

12. Ancho de banda de una señal digital • El término ancho de banda hace referencia a la capacidad del medio de transmisión, cuanto mayor es el ancho de banda, más rápida es la transferencia de dato. • La señal digital requiere mayor ancho de banda y por ende Un aumento del ancho de banda permite un aumento en la razón de datos.

13. Ancho de Banda de una señal digital EFECTO DEL ANCHO DE BANDA EN LAS SEÑALES DIGITALES

14. Ancho de banda de un canal • Si se trata del ancho de banda de un Canal, 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:

15. Relación señal / ruido.  • Se define como el margen que hay entre la potencia de la señal que se transmite y la potencia del ruido que la corrompe. Este margen es medido en Decibelios Eb:energía de señal por bit (Eb=S·Tb=S/R) siendo S potencia señal, Tb tiempo de un bit, R bits/sg N0 : densidad de potencia de ruido por Hz

16. Múltiplex Primario MIC Múltiplex Primario MIC Múltiplex Digital de Segundo Orden Múltiplex Digital de Segundo Orden 1 1 N N 2 2 3 3 4 4 N=30 N=24 N=30 N=24 2048 kbit/s 1544 kbit/s 8448 kbit/s 6312 kbit/s 2048 kbit/s 1544 kbit/s Multiplexión digital • Tiene como tarea combinar un número de flujos de impulsos de entrada, en un solo flujo de impulsos de salida, con una velocidad digital que es algo mayor que la suma de las velocidades de los impulsos de entrada y viceversa.

17. Multiplexión digital • El objetivo de los multiplexores digitales es combinar un número de flujos de impulsos de entrada, tributarios, en un solo flujo de impulsos de salida, con una velocidad digital bruta que es algo mayor que la suma de las velocidades de los tributarios y viceversa.

18. Capacidad del canal de transmisión • Es La velocidad a la que se pueden transmitir los datos en un canal de comunicación. Tiene relación con la velocidad de transmisión, el ancho de banda, el ruido y La tasa de errores que es la razón a la que ocurren errores . Nyquist determinó que la máxima velocidad alcanzable para un ancho de banda dado es dos veces dicho ancho de banda si no existe ruido.

19. Capacidad del canal de transmisión Canal con ruido : Donde: N= es el número de bits por cada elemento de la señal. M= es el conjunto de elementos diferentes que puede adoptar la señal. C = es la capacidad del canal según el teorema de Nyquist.

20. Capacidad del canal de transmisión • Canal sin ruido Donde, según Shannon: C= B log2( 1+S/N ) C: Capacidad del Canal B : Ancho de Banda S : Potencia de la señal N : Potencia del Ruido

21. Perturbaciones en la Transmisión • Atenuación: Es la reducción de la densidad de potencia de una onda electromagnética. • Tipo de atenuación: • Atenuación en el vacio: La que se produce cuando las ondas se propagan por el espacio y tienden a dispersarse. • Atenuación por pérdida de absorción: Ocasionada por partículas que pueden absorber energía electromagnética. Ocurre cuando las ondas viajan en la atmósfera terrestre.

22. Perturbaciones en la Transmisión • Distorsión de Atenuación: • Es la diferencia entre la ganancia del circuito a determinada frecuencia, entre la ganancia correspondiente a una frecuencia de referencia

23. Perturbaciones en la Transmisión • Distorsión de Retardo de Envolvente • Es un método indirecto para evaluar las características de retardo de un circuito, es decir , evalúa la relación entre la fase y frecuencia de un circuito. • Para que la transmisión de datos no tenga errores se requiere una relación lineal entre la fase y la frecuencia.

24. Perturbaciones en la Transmisión • Ruido: Es toda energía indeseable presente en la pasabanda útil de un canal de comunicaciones. • Tipos de ruido: • Ruido correlacionado: es una relación entre la señal y el ruido. Es energía no deseada que se presenta como resultado directo de la señal. • Ejemplo: Distorsión armónica y de intermodulación. • Ruido no correlacionado: es la energía que hay en ausencia de una señal . • Ejemplo: ruido térmico o de Gauss. El cual está presente en forma inherente , en un circuito debido a la estructura eléctrica del mismo.

25. Cociente energía a ruido • 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

26. Codificación de línea • En la señalización digital una fuente de datos g(t), (analógica o digital) se codifica en una señal digital x(t). La forma de onda de x(t) dependerá de la técnica de codificación empleada. Su elección busca optimizar el uso del medio de transmisión; minimizando el ancho de banda o la tasa de errores.

27. Codificación de línea • Para mejorar las prestaciones del sistema de transmisión, se debe utilizar un buen esquema de codificación, que establece una correspondencia entre los bits de los datos y los elementos de señal. Factores a tener en cuenta para utilizar un buen sistema de codificación: • Espectro de la señal: La ausencia de componentes de altas frecuencias, disminuye el ancho de banda. La presencia de componente continua en la señal obliga a mantener una conexión física directa (propensa a algunas interferencias). Se debe concentrar la energía de la señal en el centro de la banda para que las interferencias sean las menores posibles. 2. Sincronización: para separar un bit de otro, se puede utilizar una señal separada de reloj (lo cuál es muy costoso y lento) o bien que la propia señal porte la sincronización, lo cuál implica un sistema de codificación adecuado.

28. Codificación de línea • Detección de errores: es necesaria la detección de errores ya en la capafísica. • Inmunidad al ruido e interferencias: hay códigos más robustos al ruido que otros. • Costo y complejidad: Cuanto mayor es la velocidad de elementos de señal para una velocidad de transmisión dada, mayor es el Costo. • Algunos códigos implican mayor velocidad de elementos de señalización que de transmisión de datos.

29. Codificación de línea • VENTAJAS: – Fáciles de implementar. – Utilización eficaz del ancho de banda. • DESVENTAJAS: – Presencia de una componente continua. – Ausencia de capacidad de sincronización. • Se usan con frecuencia en las grabaciones magnéticas. • No se suelen utilizar en la transmisión de señales.

30. Longitud de onda • La longitud de onda de la señal es la distancia que ocupa un ciclo completo de la señal que viaja a una velocidad "v". • Donde: • c: Constante de la velocidad de la luz (3*10^8 m/s) • f: Frecuencia de la señal

31. Longitud de onda • La longitud de onda es una distancia real recorrida por la onda (que no es necesariamente la distancia recorrida por las partículas o el medio que propaga la onda, como en el caso de las olas del mar, en las que la onda avanza horizontalmente y las partículas se mueven verticalmente). • La letra griega λ (lambda) se utiliza para representar la longitud de onda en ecuaciones. La longitud de onda es inversamente proporcional a la frecuencia de la onda. Una longitud de onda larga corresponde a una frecuencia baja, mientras que una longitud de onda corta corresponde a una frecuencia alta. • La longitud de onda de las ondas de sonido, en el intervalo que los seres humanos pueden escuchar, oscila entre menos de 2 cm y aproximadamente 17 metros. Las ondas de radiación electromagnética que forman la luz visible tienen longitudes de onda entre 400 nanómetros (luz violeta) y 700 nanómetros (luz roja).

32. PREGUNTAS

33. FIN DE PRESENTACION GRACIAS…