Tema 2.

10/12/2008
SISTEMAS DE
TELECOMUNICACION
TELEMATICA
TEMA 2
0. INTRODUCCIÓN.
0.1. Concepto de telecomunicación.
El término telecomunicación nació a principios
del siglo XX y en 1932 se definió como:
"toda comunicación telegráfica o telefónica de
signos, escritos, imágenes y sonidos de cualquier
naturaleza: por hilo, radioelectricidad u otro
sistema o procedimiento de señalización eléctrica
o visual (semáforos)"
0.2. Necesidad de la comunicación.
El hombre, necesita vivir con otros congéneres, la
comunicación le permite ampliar sus capacidades.
Se adquiere información por los cinco sentidos y la
comparte con sus semejantes a través de gestos, gritos y
fundamentalmente por la palabra hablada.
Esta necesidad no sólo se ciñe al ámbito inmediato, sino
que se demanda romper con los límites espacial y
temporal, deseando que la información pueda viajar en la
distancia y que permanezca en el tiempo.
En la actualidad, se consideran sectores estratégicos los
relacionados con ella: transportes, prensa,
telecomunicaciones (teléfono, radio, televisión), etc.
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0.3. Evolución histórica de las
comunicaciones.
Los romanos hacían uso de torres escalonadas.
Hans Christian Oersted (1777-1851) sento las
bases del electromagnetismo.
James Clerk Maxwell propuso las leyes del
electromagnetismo en 1865.
Alexander Graham Bell (1847-1922) se le adjudico
la patente sobre el teléfono.
En 1880 se instaló la primera línea telefónica entre
Boston y Providence.
En España la primera comunicación telefónica
tuvo lugar el 16 de diciembre de 1877, entre el
Castillo de Montjuich y la Ciudadela de Barcelona.
emisión radioeléctrica:
1865 Se funda la "Unión Telegráfica Internacional
(UTI)"
1888 Hertz emitió y recibió ondas de radio.
1895 Marconi transmite señales de morse a unos
500 m., e introduce dos mejoras técnicas: la
antena y la toma de tierra. El ruso Popov está
considerado como coinventor de la radio.
1896 Marconi patenta el primer sistema de radio,
con un alcance de 2,5 Km.
1901 El 12 de diciembre Marconi estableció la
primera comunicación radiotelegráfica
transatlántica (en 1909 recibió el Premio Nobel).
1907 Servicio regular radiotelegráfico.
1915 Primeras pruebas radiotelefónicas.
1928 Se establece el primer radioenlace telefónico
transoceánico entre Nueva York y Londres.
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En la década de los 20 se crearon dentro de la UTI
el Comité Consultivo Internacional de Teléfonos
(CCIF), el de Telégrafos (CCIT) y el de Radio
(CCIR).
1932 Se cambió el nombre de la Unión por "Unión
Internacional de Telecomunicaciones" (UIT). En la
actualidad es una organización especializada de
las Naciones Unidas.
1956
Se produjo la fusión del CCIF y el CCIT
en el "Comité Consultivo Internacional Telefónico y
Telegráfico" (CCITT).
1. TEORÍA GENERAL.
1.1. Teoría de la comunicación.
La telecomunicación tiene por objeto la transmisión
de información entre dos puntos arbitrarios.
"Teoría de la información" es la Teoría matemática
que trata la transmisión de la información y los
efectos del ancho de banda, distorsión y ruido".
Estudia el proceso al que hay que someter las
señales antes y después de su transmisión, y la
capacidad de los modelos de canal para transmitir
información.
1.2. Sistemas de telecomunicación.
Se basa en el concepto de "canal de transmisión".
Un canal de transmisión es un conjunto de
equipos, facilidades y asignaciones en el espacio,
tiempo o frecuencia, dispuestos para transportar
una información determinada desde su fuente a su
destino.
El concepto de sistema de telecomunicación
incluye no sólo la transmisión y la recepción de
señales, sino el procesamiento de las mismas y la
organización de redes.
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1.3. Modelos de sistema de
telecomunicación.
Modelo A
Fuente de
información
Medio de
transmisión
Sistema de
recepción
Modelo B:
Fuente
Procesador
Medio
Procesador
Destino
RECEPTOR
TRANSMISOR
Perturbación
Modelo C:
Fuente de
información
Transmisor
Medio de
transmisión
Receptor
Destino
información
Canal de comunicación
Perturbación
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TRANSMISIÓN DE SEÑALES DIGITALES
POR REDES ANALÓGICAS.
TRANSMISIÓN DE SEÑALES
ANALÓGICAS POR REDES DIGITALES.
Características del medio
Atenuación: aporta la medida de la disminución de
la energía de la señal en su camino desde el
emisor al receptor. Unidad dB
Distorsión lineal: la variación no deseada de una
forma de onda, motivada por diferir las
características del medio de transmisión de las
ideales.
Interferencia (diafonía): cuando sobre la señal
transmitida actúan otras ajenas a ella, pero de
naturaleza similar. Acoplamiento.
Ruido: la resultante de un conjunto de
perturbaciones no deseadas. Agitación térmica.
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Aspectos del medio que influyen en la
transmisión
Ancho de banda: al aumentar el ancho de
banda, se incrementa la velocidad de
transmisión.
Dificultades en la transmisión: atenuación,
ruido, etc.
Interferencias: especialmente importante en los
medios no guiados aunque también aparecen
en los guiados (e.g. par trenzado).
Número de receptores: Múltiples receptores en
medios guiados pueden atenuar la señal.
Tipos de medios de Transmisión
Guiados.
Par trenzado
Cable coaxial
Fibra óptica
No guiados.
Atmósfera
Espacio
Espectro electromagnético
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1.4. Señal eléctrica.
Clasificación:
Deterministica: Pueden calcularse y predecir el
valor instantáneo.
Estacionarias: Las que poseen algún valor constante.
Periódicas: Cuyos valores se repiten cada cierto tiempo.
Aleatoria: Sus parámetros solo se pueden definir
estadísticamente. Media, probabilidad ...
También pueden ser estacionarias.
1.5. Descripción de señales en el
dominio del tiempo.
Señal senoidal: v (t ) = vp. sen(2πft + Φ )
Frecuencia f
Periodo T
Valor de pico vp
Valor de pico a pico vpp
Valor medio vm
Valor eficaz vef
Angulo de desfase Φ
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1.6. Descripción en el dominio de la
frecuencia.
Desarrollo en serie de Fourier: Toda señal
periódica puede descomponerse en una suma de
señales senoidales, cuyas frecuencias son
múltiplos de la frecuencia de esa señal.
x(t)= A + B sen(2Bfot) + C sen (2B2fot) + D sen
(2B3fot) +...
A
B
C
A
Frecuencia
0
fo
2fo
3fo
Conceptos asociados al dominio
de la frecuencia
Normalmente una señal está formada por muchas
frecuencias.
Se puede ver como la suma de muchas ondas tipo
seno de frecuencias distintas (análisis de Fourier).
Espectro: rango de frecuencias contenidas en una
señal y su energía.
Ancho de banda absoluto: ancho de banda del
espectro.
Ancho de banda efectivo (ancho de banda): banda
conteniendo la mayor parte de la energía del
espectro.
Descomposición de una señal
Componente
continua
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Filtros
Un filtro es un dispositivo que atenúa o potencia determinadas
frecuencias presentes en la señal de entrada, de modo que la
salida elimine o refuerce las mismas en determinados rangos.
Filtro
y(t)
u(t)
La función de transferencia del filtro, a través de su diagrama de
Bode, nos da una idea del rango de frecuencias que se atenúan o
potencian
Tipos de filtros
Atendiendo al rango de frecuencias que se atenúan o potencian se
pueden clasificar los filtros en:
|G(ω)|
|G(ω)|
Pasa baja
Pasa alta
ω
|G(ω)|
Pasa
banda
ω
|G(ω)|
ω
Rechazo
de banda
ω
Filtro Paso Bajo
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Tipos de filtros
|G(ω)|
Pasa baja
Filtro
pasa baja
ω
|G(ω)|
Pasa alta
ω
Filtro
pasa alta
Filtro Paso Alto
Filtro Paso Banda
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Filtro ideal
|H(jω)|
No es físicamente realizable,
por lo que debe aproximarse
por filtros reales, tales como
los de Butterworth, Bessel,
etc.
1
ω
ωc=1
|H(jω)|
Un filtro prototipo ideal debería
tener un diagrama de Bode con
dos zonas de |H(jω)| = 1, 0
1
Los filtros reales presentan una
zona de transición y quizás un
rizado de acuerdo a las
posiciones de sus polos-ceros
ω
ωc=1
Tipos de filtros típicos
1
|G(jω)|2
Butterworth
|G(jω)|2
Chebyshev I
1
Bessel
ω
ω
ωc=1
ωc=1
|G(jω)|2
1
1
|G(jω)|2
Chebyshev II
Elipticos
ωc=1
ωs
ωc=1
Comunicaciones de datos
http://www.ac.uma.es/~nico/docencia/ar/tema2.PDF
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Modulaciones digitales
Cuanto más
sencillos son
los equipos
mayor es el
ancho de
banda
ocupado.
Modulaciones
Modulaciones básicas
ASK
FSK
PSK
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Representación de las señales portadoras
ASK
PSK
FSK
Modulación en cuadratura.
(Formato I/Q )
Transmisor I/Q
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Receptor I/Q
Tasas de símbolos y de bits
Tasas de símbolos y de bits (II)
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Modulaciones prácticas
MSK es un tipo de
FSK en el que la
desviación de
frecuencia de pico
a pico es igual a
la mitad de la tasa
de bits.
Técnicas de multiplexación. En el tiempo, en
frecuencia, geográfica o en código
TDMA. Time division multiple access. Acceso
múltiple por división en el tiempo. Cada señal
en un momento de tiempo.
FDMA. Frecuency division multiple access.
Cada señal en una frecuencia.
Reparto físico del espacio. Cada señal en un
sitio.
CDMA. Code division multiple access. Acceso
múltiple por división en código. Cada señal
con un código distinto.
TDMA
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FDMA
ADSL. Utiliza FDMA.
Usado para enlace entre el ususario y la
red (bucle de abonado).
Esquema de instalación
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Esquema de conexión (II)
ADSL 2 y 2+
ADSL2 se consigue 12/2 Mbps y con ADSL2+ 24/5 Mbps
Multiplexación geográfica
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CDMA
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