Esquema general de un sistema de comunicación

1. Esquema general de un sistema de comunicación Para ser transmitido un mensaje, se requiere de un sistema de comunicación que permita que la información sea transferida, a través del espacio y el tiempo, desde un punto llamado fuente hasta otro punto de destino, mediante un medio de transmisión (por ejemplo, un cable en el caso de un teléfono o por ondas como en el caso de las radios.)

2. Esquema general de un sistema de telecomunicaciones Existen tres elementos básicos en un sistema de comunicación. Cada uno tiene una función característica. ▪ El Transmisor pasa el mensaje al canal en forma se señal. Para lograr una transmisión eficiente y efectiva, se deben desarrollar varias operaciones de procesamiento de la señal. La más importante es la modulación, un proceso que se distingue por el acoplamiento de la señal transmitida a las propiedades del canal, por medio de una onda portadora. ▪El Canal de Transmisión o medio es el enlace eléctrico entre el transmisor y el receptor, siendo el puente de unión entre la fuente y el destino. Este medio puede ser un par de alambres, un cable coaxial, el aire, etc. Pero sin importar el tipo, todos los medios de transmisión se caracterizan por la atenuación, la disminución progresiva de la potencia de la señal conforme aumenta la distancia. ▪La función del Receptor es extraer del canal la señal deseada y entregarla al transductor de salida. Como las señales son frecuentemente muy débiles, como resultado de la atenuación, el receptor debe tener varias etapas de amplificación. En todo caso, la operación clave que ejecuta el receptor es la demodulación, el caso inverso del proceso de modulación del transmisor, con lo cual vuelve la señal a su forma original.

3. El proceso de la comunicación Un sistema de comunicación consta de tres componentes esenciales: transmisor, canal de transmisión y receptor.

4. El mensaje Mensaje, en el sentido más general, es el objeto de la comunicación. Está definido como la informaciónque el emisor envía al receptor a través de un canal determinado o medio de comunicación.El código es el conjunto de símbolos utilizados para transmitir el mensaje. Cualquiera que sea el caso, el mensaje es una parte fundamental en el proceso del intercambio de información.

5. Diferentes tipos de mensajes: sonido, imagen y datos Los mensajes pueden presentarse bajo diferentes formas: una secuencia de símbolos, intensidad de la luz y los colores de una imagen televisada, la presión acústica de la voz, etc.

6. Elementos de un sistema de comunicación • Fuente: dispositivo es quien genera los datos por transmitir, por ejemplo, teléfonos o computadoras personales. • Trasmisor: es común que los datos generados por la fuente no sean transmitidos de forma directa y como fueron creados, sino que el transmisor transforma y codifica la información, generando señales electromecánicas susceptibles de ser transmitidas a través de algún sistema de transmisión. • Sistema de Trasmisión: puede ser una sencilla línea de transmisión o bien, una compleja red que conecte a la fuente con el destino, esto es, el medio físico por donde se envía la señal. • Receptor: acepta la señal proveniente del sistema de transmisión y la transforma de forma que pueda ser manejada por el dispositivo de destino. • Destino: es el que toma los datos del receptor.

7. El transductor El mensaje original, producido por la fuente, generalmente no es eléctrico. Debe ser convertido en señales eléctricas a través de un transductor de entrada. En el destino, otro transductor de salida cumple la función de transformar recíprocamente la señal para que llegue al receptor del modo en el que fue emitido el mensaje.

8. El sistema de comunicación es afectado por el ruido

9. El ruido afecta a todas las etapas del sistema

10. Esquema general de un sistema de comunicación

11. Clasificación de los sistemas de telecomunicación

12. 1) Transmisión serie y paralelo La transmisión es en serie cuando todas las señales se transmiten por una única línea de datos secuencialmente. Esta forma de envío es la más adecuada en transmisiones a larga distancia. [Un ejemplo de conexión en serie es la de un ordenador a un módem, del módem a la línea telefónica o la del puerto serie con el ratón]. En cambio, la transmisión de los datos se efectúa en paralelo cuando se transmiten simultáneamente un grupo de señales, una por cada línea del mismo canal. En principio, una transmisión en paralelo será n veces más rápida que su equivalente en serie, donde n es el número de líneas. Sin embargo, la complejidad de un canal paralelo y los condicionamientos eléctricos hacen que exista una mayor dificultad en emplear este tipo de canales en grandes distancias, por lo que suelen utilizarse en ámbitos locales, por ejemplo, en la conexión de un PC con su impresora.

13. Comunicación serie y paralelo Transmisión serie: los datos viajan de un terminal a otro, bit a bit, a través de un solo canal de transmisión Transmisión paralelo: se transmiten a la vez todos los bits que contienen la información, utilizando tantos canales como bits constituyen el carácter

14. 2) Transmisión analógica y digital Se pueden clasificar las transmisiones en analógicas y digitales, dependiendo del tipo de señal que utilicen. Si la señal es analógica, capaz de tomar todos los valores posibles en un rango, se dice que la transmisión es analógica. En cambio, cuando las señales transmitidas son digitales (pueden tomar un número finito de valores), se dice que la transmisión es digital.

15. señal analógica y señal digital

16. 3) Transmisión uni/bidreccional • modo símplex: el circuito permite la transmisión de datos sólo en un sentido, pero nunca en el contrario. Es el más sencillo y menos costoso [un claro ejemplo es la difusión de las señales de la televisión analógica, porque la digital será interactiva] • modo semidúplex o halfduplex: la transmisión de datos tiene lugar en un sentido y en el otro, sucesivamente pero no simultáneamente. [un ejemplo son las emisiones de radioaficionados] • modo dúplex o full duplex: se puede emitir en ambos sentidos simultáneamente; requiere dos canales de comunicación separados para que la comunicación bidireccional pueda ser simultánea. [Una comunicación telefónica es un ejemplo de comunicaciones duplex].

17. Modos de transmisión

18. Uni/bidireccional

19. 4) Transmisión a 2 y 4 hilos

20. 5) Transmisión en banda base y en banda ancha Si la transmisión se realiza sin ningún proceso de modulación se dice que la transmisión se efectúa en banda base. [Todas las redes LAN trabajan en banda base] Por el contrario, si se exige un proceso de modulación se dice que la transmisión se produce en banda ancha. Esta técnica permite el envío de varias señales a la vez. [Este es el método empleado en la TV por cable]

21. Líneas punto a punto y multipunto Dos equipos están conectados mediante una línea punto a punto cuando existe una línea física que une a ambos equipos, a través de la cual se puede producir la comunicación. Ningún otro equipo puede solicitar esta línea. La línea punto a punto es insensible a los problemas de competición por los recursos de comunicación, puesto que sólo los equipos conectados a ella –emisor y receptor- tienen derecho de acceso. [Un ejemplo es el del ordenador central que se conecta a sus terminales]. Las líneas multipunto tienen una topología en forma de red troncal constituida por un bus de comunicaciones común a todos los equipos que se conectan a la red. De este tronco común parte hacia cada terminal una línea que se conecta a la red a través de un “concentrador”. Es evidente que en este tipo de líneas se pueden establecer contiendas entre los equipos por la utilización del canal.

22. Líneas punto a punto y punto-multipunto Línea punto a punto cuando existe una comunicación directa entre dos equipos, sea temporal o permanente; línea punto-multipunto es cuando un equipo está conectado a muchos otros simultáneamente [por ejemplo, los terminales de un mainframe o los clientes de un servidor]

23. 6) Transmisión síncrona y asíncrona • síncrona: el emisor y el receptor, además de las líneas de transmisión y recepción de datos, disponen de una línea dedicada exclusivamente a la sincronización de ambos. Por dicha línea viaja una señal de pulsos común que se utiliza para coordinar las comunicaciones entre emisor y receptor • asíncrona: aquí ya no hay una línea dedicada a la sincronización de emisor y receptor. En su lugar, se utiliza el propio cable de transmisión de datos para enviar las señales de coordinación entre emisor y receptor

24. Transmisión asíncrona y síncrona En el modo asíncrono se transmite la información por bloques o tramas de datos como una única secuencia de bits. Se transmite la secuencia, debidamente codificada, flanqueada por unos caracteres especiales de inicio o finalización de sincronismo. El receptor, al ver estos señalizadores, puede prever que un nuevo bloque de información está en camino.

25. Transmisión asíncrona y síncrona ASÍNCRONA: las señales que forman la palabra se transmiten precedidas por un bit de arranque y seguidas al menos de un bit de parada. SÍNCRONA: los datos fluyen del TX al RX con una cadencia fija y constante, marcada por una base de tiempos ISÓCRONA: el TX debe utilizar siempre la misma velocidad de reloj y el RX no acepta variaciones en el retardo de la señal

26. Explicación de la transmisión asíncrona En la comunicación asíncrona los datos son transferidos en caracteres básicos, existiendo pausas entre los caracteres, que quedan indicadas por los llamados bit de arranque y bit de parada. En la comunicación síncrona los datos son transferidos en bloques como una cadena de bits empaquetados, y con una cadencia fija, sin bit de comienzo ni bit de parada entre caracteres. La comunicación isócrona es una mezcla entre las dos anteriores. Los caracteres individuales se organizan con un bit de arranque y uno de parada, como en la transmisión asíncrona, pero el tiempo de los intervalos entre los caracteres está controlado

27. Diferencia entre la transmisión síncrona y asíncrona En la transmisión síncrona, los dos ordenadores se sincronizan de modo que cada uno de ellos transmite en un tiempo establecido. En la transmisión asíncrona, cada byte se delimita con un bit de inicio y un bit de parada. Es un modo de transmisión más lento pero más fácil de implementar. Los modems suelen transmitir en modo asíncrono.

28. 7) Tipo de señal transportada: voz, imagen y datos

29. Perturbaciones

30. Ruido en los sistemas de comunicación • En cualquier sistema de comunicaciones se debe considerar el hecho de que la señal que se recibe diferirá de la señal transmitida debido a varias adversidades y dificultades en el proceso de transmisión de datos. • en las señales analógicas, estas dificultades producen alteraciones aleatorias que degradan la calidad de las mismas. • en el caso de las señales digitales se pueden producir bits erróneos, por ejemplo, un 1 se puede transformar en 0 y viceversa. • Aunque hay muchas, las perturbaciones más significativas son: • ● la atenuación • ● la distorsión de retardo • ● el ruido

31. Ruido en las señales

32. a) Ruido en señales analógicas Las perturbaciones producen alteraciones aleatorias que degradan la calidad de la señal transmitida.

33. b) Ruido en señales digitales Las perturbaciones pueden producir bits erróneos.

34. 1. Atenuación • La energía de la señal decae con la distancia en cualquier medio de trasmisión. En medios guiados esta reducción de la energía es, generalmente, logarítmica, y por lo tanto se expresa en decibelios por unidad de longitud. En medios no guiados, la atenuación es un función más compleja de la distancia y dependiente a su vez de las condiciones atmosféricas. Se pueden establecer tres condiciones respecto a la atenuación: • ▪ La señal recibida debe tener suficiente energía para que la circuitería en el receptor pueda detectar e interpretarla adecuadamente. • ▪ Para que la señal sea percibida sin errores se debe conservar un nivel de energía suficientemente mayor que el ruido. • ▪ La atenuación es una función de la frecuencia.

35. 2. Distorsión de retardo Es un fenómeno peculiar de los cables, significa que al enviar determinada señal una parte de ella se transmite más rápido que otra parte o partes de la misma causando efectos negativos en el envío de información. Esta distorsión es causada por el hecho de que la velocidad de propagación de la señal varía con la frecuencia, tendiendo a ser mayor en la frecuencia central y disminuyendo al acercarse a los extremos de la banda. Por tanto, las distintas componentes en frecuencia de la señal llegarán al receptor en instantes diferentes de tiempo. La distorsión de retardo es particularmente crítica en la transmisión de datos digitales; por ejemplo, si se está transmitiendo una secuencia de bits, debido a la distorsión de retardo, algunas componentes de la señal en un bit se desplaza hacia otras posiciones provocando interferencia entre símbolos. Este hecho es el factor que limita principalmente la velocidad de transmisión máxima en un canal de transmisión.

36. 3. Ruido • En cualquier transmisión, la señal recibida consistirá en la señal transmitida modificada por las distorsiones introducidas por el propio sistema de comunicación y por las señales no deseadas que se “cuelan” en algún punto entre el emisor y el receptor. A estas últimas señales no deseadas se les denomina ruido, es decir, el ruido es toda aquella señal que se inserta entre el receptor y el emisor y que no es deseada. El ruido es el factor de mayor importancia cuando se limitan las prestaciones del sistema de transmisión. • El ruido se puede clasificar en cuatro categorías: • ▪ Ruido Térmico: es producido por la agitación térmica de electrones dentro del medio conductor. • ▪ Ruido de Intermodulación: consiste en que cuando distintas frecuencias comparten el mismo medio de transmisión provocan entre sí señales de ruido. • ▪ Diafonía: se produce cuando hay un acoplamiento entre líneas que transportan las señales. • ▪ Ruido Impulsivo: impulsos discontinuos de poca duración y de gran amplitud que afectan a la señal.

37. 3.1. Ruido térmico • El ruido térmico se produce por la agitación de los átomos que componen los materiales. Está presente en todos los medios electrónicos utilizados para transmitir señales y, como su nombre indica, es función de la temperatura y está uniformemente distribuido en el espectro de frecuencias y por ello en ocasiones se le denomina ruido blanco. • El ruido térmico no se puede eliminar . La cantidad de ruido térmico en un ancho de banda de 1Hz en cualquier dispositivo o conductor es: • No = KT vatios/Hz • Donde: K = contante de Boltzmanz = 1.3803· 10-23 J/°K. • T = temperatura en Kelvin (K).

38. 3.2. Intermodulación Cuando señales de diferentes frecuencias comparten un mismo medio de transmisión puede producirse un ruido de intermodulación. Este tipo de ruido genera señales a frecuencias que son suma o diferencia de las dos frecuencias originales, o múltiplos de éstas. Por ejemplo si se tienen dos frecuencias f1 y f2 la mezcla de las mismas puede producir energías a frecuencias f1 + f2 y éstas frecuencias pueden interferir con una señal de frecuencia f1 + f2. El ruido de intermodulación se produce cuando hay alguna falta de linealidad en el transmisor, receptor o en el propio sistema de transmisión. Idealmente, los sistemas se comportan de forma lineal, es decir, la salida es igual a la entrada multiplicada por una constante. En la realidad, los sistemas son no lineales, es decir, la salida es una función compleja de la entrada. Estas componentes también pueden aparecer debido al funcionamiento incorrecto de los sistemas o por el uso excesivo de potencia en la señal.

39. 3.3. Diafonía La diafonía se puede definir como la interferencia que se produce entre señales eléctricas que se propagan por pares contiguos de un mismo cable. Este es, sin duda alguna, el principal factor externo que puede limitar las prestaciones de los sistemas DSL. Esta perturbación limita el número máximo de pares metálicos que pueden dedicarse a sistemas DSL dentro de un mismo cable, siendo esta limitación dependiente del número y la combinación de sistemas DSL presentes. Existen dos tipos de diafonía: la telediafonía o FEXT ( FarEndCrosstalk) y la paradiafonía o NEXT ( NearEndCrosstalk).

40. 3.4. Ruido impulsivo El ruido impulsivo es no continuo y está constituido por pulsos o picos irregulares de corta duración y amplitud relativamente grande, en contraste con los tipos de ruidos anteriores que son razonablemente predecibles y de magnitud constante. Estos pulsos se generan por diversas causas, por ejemplo son generados perturbaciones electromagnéticas exteriores producidas por tormentas, motores, etc.

41. 4. Interferencia Esta perturbación es debida a señales provenientes de otras transmisiones, las cuales debido a la proximidad de las frecuencias se mezclan con las de la señal que se transmite.

42. 5. Distorsión Debido a las no linealidades del equipo, provoca la aparición en la salida de frecuencias que no estaban en la entrada.