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PRINCIPIOS DE TELECOMUNICACIONES

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Gabriel Tirado Mendoza

on 6 January 2014

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PRINCIPIOS DE TELECOMUNICACIONES
TOPICOS

1.- Introducción.
2.- Funciones Básicas.
3.- Generación de señales.


Ing. Gabriel Tirado Mendoza
2013 - 3
TEMAS
1.- Introducción.

2.- Funciones Básica.

3.- Generación de Señales.
Introducción
Fuente
Transmisor
Canal
Receptor
Destino
GRACIAS….

Fundamentos de Radiocomunicaciones
PARAMETROS DE UN SISTEMA DE RADIOCOMUNICACIONES

Ing. Gabriel Tirado Mendoza

Fundamentos de Radiocomunicaciones
REDES DE TELECOMUNICACIONES

Ing. Gabriel Tirado Mendoza

© Copyright Ing. Gabriel Tirado, 2013 Derechos Reservados

MEDIOS GUIADOS – PARAMETROS

© Copyright Ing. Gabriel Tirado, 2013 Derechos Reservados

MEDIOS GUIADOS – PARAMETROS

Fundamentos de Radiocomunicaciones
MEDIOS DE TRANSMISION

Ing. Gabriel Tirado Mendoza

Introducción a las
TELECOMUNICACIONES

Ing. Gabriel Tirado Mendoza

Transmite las señales en forma digital sin emplear técnicas de modulación, en cada transmisión se utiliza todo el ancho de banda y, por tanto, solo puede transmitir una señal simultáneamente. Está especialmente indicada para cortas distancias, ya que en grandes distancias se producirían ruidos e interferencias.

El uso de este tipo de transmisiones, suele ser frecuentemente por el bajo costo de los equipos usados cuando se usa este tipo de transmisión, los equipos de terminación de circuito de datos, no realizan la función de modulación.

© Copyright Ing. Gabriel Tirado, 2013 Derechos Reservados

 

BANDA BASE

WAN (Wide Area Network)
Abarcan grandes distancias, desde algunos kilómetros hasta todo el mundo
La conexión se puede realizar a través de:
Líneas conmutadas (líneas telefónica, por ejemplo)
Líneas dedicadas (disponibles continuamente para la transmisión)
VAN (Value Added Network)
Son redes de valor agregado, propiedad de un operador de red (que la administra) que brinda el servicio de red a varias compañías a través de contratos de suscripción.
Utilizadas cuando una compañía no puede o no quiere montar una red propia.
Generalmente aplicadas a WAN, son redes privadas de múltiples trayectos, exclusivamente .

© Copyright Ing. Gabriel Tirado, 2013 Derechos Reservados

 

CLASIFICACIÓN DE REDES – POR SU ALCANCE GEOGRÁFICO

LAN (Local Área Network)
Red de área limitada, generalmente a un edificio o varios cercanos.
Se usan a menudo para conectar PC’s en una oficina
Puede usarse la topología Bus o Anillo
Las LAN’s se conectan a redes más grandes a través de gateways (portones), generalmente con un procesador de comunicaciones cómo interface.
Las LAN’s se administran a través de Sistemas Operativos de Red.

Centrales privadas (PBX)
Sistema de conmutación de llamadas telefónicas de una Organización.
Transmiten voz y datos.

© Copyright Ing. Gabriel Tirado, 2013 Derechos Reservados

 

CLASIFICACIÓN DE REDES – POR SU ALCANCE GEOGRÁFICO

© Copyright Ing. Gabriel Tirado, 2013 Derechos Reservados

El sistema de telecomunicaciones se encarga de:
Establecer la interface entre un transmisor y un receptor.
Transmitir la información.
Dirigir los mensaje por el trayecto más eficiente.
Realizar un procesamiento elemental de la información para asegurar que el mensaje no contenga errores de transmisión.
Administrar la velocidad de transmisión,
Administrar los formatos de transmisión.
Controlar el flujo de la información.

FUNCIONES DE UN SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES

© Copyright Ing. Gabriel Tirado, 2013 Derechos Reservados

El clima y el terreno son los mayores factores a considerar antes de instalar un sistema de microondas.

Como por ejemplo, no se recomienda instalar sistemas en lugares donde llueva mucho; en este caso deben usarse radios con frecuencias bajas (es decir menores a 10 GHz).

La consideraciones en terreno incluyen la ausencia de montañas o grandes cuerpos de agua las cuales pueden ocasionar reflecciones de multi-trayectorias.
 

MEDIOS GUIADOS – CONSIDERACIONES PARA DISEÑO

© Copyright Ing. Gabriel Tirado, 2013 Derechos Reservados

Generalmente, cuanto mayor es la frecuencia de la señal transmitida es más factible confinar la energía en un haz direccional.

La transmisión de datos a través de medios no guiados añade problemas adicionales, provocados por la reflexión que sufre la señal en los distintos obstáculos existentes en el medio. Resultando más importante el espectro de frecuencias de la señal transmitida que el propio medio de transmisión en sí mismo.

Según el rango de frecuencias de trabajo, las transmisiones no guiadas se pueden clasificar en tres tipos: radio, microondas y luz (infrarrojos / Láser).

MEDIOS GUIADOS – DEFINICION

© Copyright Ing. Gabriel Tirado, 2013 Derechos Reservados

Los medios de transmisión guiados están constituidos por un cable que se encarga de la conducción (o guiado) de las señales desde un extremo al otro.

Las principales características de los medios guiados son:

El tipo de conductor utilizado.
La velocidad máxima de transmisión.
Las distancias máximas que puede ofrecer entre repetidores.
La inmunidad frente a interferencias electromagnéticas.
La facilidad de instalación.
La capacidad de soportar diferentes tecnologías de nivel de enlace.


MEDIOS GUIADOS - CARACTERISTICAS

© Copyright Ing. Gabriel Tirado, 2013 Derechos Reservados

También los medios de transmisión se caracterizan por utilizarse en rangos de frecuencia de trabajo diferentes.

Un canal de comunicación esta constituido físicamente por uno o más medios de Transmisión.

Por tanto, los parámetros de un canal dependen directamente de las características de los medios de transmisión que lo conforman.

Entre los medios guiados se encuentra el:

Par trenzado, Cable coaxial, Fibra óptica, entre otros

Entre los medios no guiados se encuentran las:

Ondas de radio, Microondas, Enlaces satelitales, Enlaces infrarrojos, entre otros


DEFINICION Y CLASIFICACION

© Copyright Ing. Gabriel Tirado, 2013 Derechos Reservados

Dependiendo de la forma de conducir la señal a través del medio, los medios de transmisión se pueden clasificar en dos grandes grupos:

Medios de transmisión guiados
Medios de transmisión no guiados.

Según el sentido de la transmisión podemos encontrarnos con tres tipos diferentes:

Simplex.
half-duplex
full-duplex.




DEFINICION Y CLASIFICACION

Fundamentos de Radiocomunicaciones
RUIDO
FUENTES GENERADORAS DE RUIDO

Ing. Gabriel Tirado Mendoza

SDH es un estándar para redes de telecomunicaciones de "alta velocidad, y alta capacidad". Más específicamente es una jerarquía digital sincrónica.

Este es un sistema de transporte digital realizado para proveer una infraestructura de redes de telecomunicaciones más simple, económica y flexible.

Las viejas redes fueron desarrolladas en el tiempo en que las transmisiones punto a punto eran la principal aplicación de la red.

Hoy en día los operadores de redes requieren una flexibilidad mucho mayor.

© Copyright Ing. Gabriel Tirado, 2013 Derechos Reservados

 

SDH

Desventaja: Una sola dirección. Utilización: redes LAN

Anillo

© Copyright Ing. Gabriel Tirado, 2013 Derechos Reservados

 

CLASIFICACIÓN DE REDES – POR SU FORMA

© Copyright Ing. Gabriel Tirado, 2013 Derechos Reservados

Telecomunicaciones: Comunicación de Información por medios electrónicos, generalmente a cierta distancia. Se puede transmitir, voz, datos, imágenes y video.
 Redes: dos o más computadoras enlazadas para compartir datos o recursos.
 Sistema de Telecomunicaciones: Conjunto de hardware y software que actúa conjuntamente para comunicar información de un lugar a otro.
 Supercarretera de la Información: Redes digitales de telecomunicaciones de alcance nacional o mundial accesible al público en general.
Protocolo: Conjunto de reglas y procedimientos que regulan la transmisión entre los componentes de una red.
Topología: Forma o configuración de una red.

DEFINICIONES ASOCIADAS

© Copyright Ing. Gabriel Tirado, 2013 Derechos Reservados

En este tipo de medios tanto la transmisión como la recepción de información se lleva a cabo mediante antenas. A la hora de transmitir, la antena irradia energía electromagnética en el medio. Por el contrario, en la recepción la antena capta las ondas electromagnéticas del medio que la rodea.

La configuración para las transmisiones no guiadas puede ser direccional y omnidireccional. En la direccional, la antena transmisora emite la energía electromagnética concentrándola en un haz, por lo que las antenas emisora y receptora deben estar alineadas.

En la omnidireccional, la radiación se hace de manera dispersa, emitiendo en todas direcciones, pudiendo la señal ser recibida por varias antenas.

MEDIOS NO GUIADOS – DEFINICION

© Copyright Ing. Gabriel Tirado, 2013 Derechos Reservados

Otro tipo de ruido existente es el denominado Ruido Térmico, que se produce por el movimiento de electrones en un conductor debido al calor en medios conductores. Matemáticamente la potencia del ruido térmico se calcula con la ecuación:



Donde: Pn es la potencia del ruido en wats.
B es el ancho de banda.
K es la constante de Boltzman Joules x °K.
T es la temperatura absoluta en grados Kelvin.

El Ruido Sofometrico es la tensión parasita que se genera en las líneas telefónicas culpable de perturbaciones o ruidos.




RUIDO TERMICO (RUIDO BLANCO) Y SOFOMETRICO

© Copyright Ing. Gabriel Tirado, 2013 Derechos Reservados

El Ruido e Interferencia son agentes externos a nuestro sistema que añaden o modifican la información (señal de radiocomunicaciones) que se está transmitiendo.

Esto puede ser causado por los equipos utilizados, alambres, conductores, atmósfera, entre otros.





DEFINICION DE RUIDO

© Copyright Ing. Gabriel Tirado, 2013 Derechos Reservados

Ventajas

Las principales ventajas de un sistema de comunicación digital son:

Baratos:
Operaciones complejas se pueden implementar en forma económica en un único circuito integrado.

Se dispone de muy buenas técnicas de procesamiento para señales digitales: Encriptado, compresión de datos, corrección de error, ecualización de canal.

Multiplexado :
Fácil mezclar señales de diferentes fuentes

Los receptores digitales se pueden hacer tolerantes al ruido
(Pe pequeña, distinguen entre un número fijo de símbolos)

! Bienvenidos !
Sistemas de Radiocomunicaciones

Datos del Profesor:
Ing. Gabriel Tirado Mendoza
email: gtirado@utp.edu.pe
móvil: (511) 989941543

Desventaja: Colisiones. Utilización: Redes LAN

Bus

© Copyright Ing. Gabriel Tirado, 2013 Derechos Reservados

 

CLASIFICACIÓN DE REDES – POR SU FORMA

© Copyright Ing. Gabriel Tirado, 2013 Derechos Reservados

Seleccionar un cable para una red, implica considerar:

Ancho de banda: Frecuencias soportadas.
Longitud: Distancia máxima entre dos dispositivos.

Fiabilidad: Asociado a la calidad de la transmisión, y relacionado con la atenuación e interferencias sufridas por las señales.
Facilidad de instalación: Asociado al manejo del cable.
Costo: Dinero a invertir en la infraestructura.

MEDIOS GUIADOS – CONSIDERACIONES PARA DISEÑO

© Copyright Ing. Gabriel Tirado, 2013 Derechos Reservados

Las señales en banda base pueden ser clasificadas de diferentes formas:
-De acuerdo al ancho de pulso:
-Cuando los bits están representados por pulsos que ocupan la totalidad del intervalo significativo( ancho de pulso), tenemos la familia denominada NRZ( No retorno a cero).
-Cuando los bits se representan por pulsos que ocupan una parte ( En general la mitad) del intervalo significativo, tenemos las señales denominadas(retorno a cero).
-Según La polaridad:
| -Unipolares.
-Polar
-Bipolar.

CLASIFICACIÓN DE LAS SEÑALES DE BANDA BASE

Desventaja: Vulnerabilidad

Estrella

© Copyright Ing. Gabriel Tirado, 2013 Derechos Reservados

 

CLASIFICACIÓN DE REDES – POR SU FORMA

Claude Shannon

“En todo proceso de comunicación existe ruido y el ruido limita la capacidad de comunicarse.”


La información a transmitirse puede ser de naturaleza analógica o digital


© Copyright Ing. Gabriel Tirado, 2013 Derechos Reservados

© Copyright Ing. Gabriel Tirado, 2013 Derechos Reservados

Sistemas de Comunicación

Fuentes de información:
Es el que origina el mensaje,
Voz humana.
Una imagen de televisión.
Un mensaje de texto.
Simplemente datos.
Esta se conoce como señal de Banda Base.

Medios de Transmisión: (Canal)
Cables de cobre
Fibra Optica
Espectro electromagnetico

En cualquier punto de un enlace de comunicaciones, más que el valor de potencia de la señal en absoluto o el valor de potencia de ruido en absoluto, es importante determinar la relación entre ellas, puesto que la calidad del enlace es mejor cuanto más grande es este cociente, es decir cuanto más la potencia de la señal es grande comparada con la potencia del ruido. Una señal del mismo nivel de potencia del ruido es prácticamente inutilizable.

La relación señal a ruido S/N es uno de los indicadores más utilizados para determinar la calidad del canal de comunicaciones

© Copyright Ing. Gabriel Tirado, 2013 Derechos Reservados

 

S/N : RELACION SEÑAL - RUIDO

© Copyright Ing. Gabriel Tirado, 2013 Derechos Reservados

3

2

1

Etimología de las Telecomunicaciones

Telecomunicaciones


Comunicaciones

Tele
(Distancia)


Introducción.

Fundamentos de Radiocomunicaciones :

Ruido.
Fuentes generadoras de ruido.

Tipos de ruido:
Ruido Térmico
Ruido Sofométrico.

Medios de Transmisión.

Redes de Telecomunicaciones.

Parámetros de un Sistema de Radiocomunicaciones:

(S/N, SINAD, Banda Base, PIRE, PDH, SDH).

© Copyright Ing. Gabriel Tirado , 2013 Derechos Reservados

CONTENIDO

Internet

Red LAN

Red Telefónica

Red VAN

Red Wan

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CLASIFICACIÓN DE REDES – POR SU ALCANCE GEOGRÁFICO

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CANAL DE COMUNICACION

El Canal Gaussiano : Caracterizado por el ruido térmico.

El Canal Rayleigh: Caracterizado por trayectos no dominantes.

El Canal Rician : Caracterizado por un trayecto dominante.

Receptor

Multitrayecto

r(t)

-30

0

10

m(t)

Nr(t)

t

© Copyright Ing. Gabriel Tirado, 2013 Derechos Reservados

- Zumbido de 60 Hertz de la red de alimentación.

- Disturbios atmosféricos.
- Radiación extraterrestre.
- Actividad solar.

- Interferencias de radio frecuencia.

- Chispas de ignición en los automóviles.

- Otros sistemas de comunicación.

Interferencia
Hecha por el
Hombre:

Interferencias Naturales:

Así tenemos la siguiente clasificación:

FUENTES GENERADORAS DE RUIDO

© Copyright Ing. Gabriel Tirado, 2013 Derechos Reservados

Ruido

Receptor

Fuente de
información

Canal

Receptor de
Información

Transmisor

Proceso de Comunicación

La comunicación implica la transmisión de información de un punto hacia otro.



Sistemas de Comunicaciones

© Copyright Ing. Gabriel Tirado, 2013 Derechos Reservados

MODELO DE SISTEMA DE TRANSMISION DIGITAL

Del canal

Al canal

CANAL

Diagrama de bloques de receptor

Diagrama de bloques de transmisor

Ruido e interferencia

Receptor Destino

Demodulador

Decodificador
de Canal

Decodificador de Fuente

Modulador

Codificador de Canal

Codificador de Fuente

Fuente

© Copyright Ing. Gabriel Tirado, 2013 Derechos Reservados

Domotica

Operaciones Militares

Geo-Posicionamiento

Seguridad

Redes de Computadoras

Radio / Televisión

Telefonía móvil

Aplicaciones

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TRANSMISOR:
Convierte la señal de banda base en otra señal, con características más óptimas para ser enviadas por el canal.

Ds

H C(f)

H R(f)

H T(f)

S/N

Eb/no


C/N

Señal

Transductor de salida

Receptor

Ruido, Interferencia, distorsión desvanecimiento

Medio de Transmisión

Transmisor

Transductor de entrada

Fuente de Información

El modelo de canal de comunicación esta dado por:

C=B log2(1 + S/N)

MODELO DE CANAL DE COMUNICACION

Lb

Gt

Gr

Lar

Lat

Pdr

P’r

Pr

Pt

P’t

Ltr

Ltt

Pet

R

AR

AT

RX

CIRC
ACOPLO

CIRC.
ANTENA

CIRC.
ANTENA

CIRC
ACOPLO

TX

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Es la potencia isótropa radiada equivalente en la dirección del diagrama de directividad

PIRE

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Televisión
Digital
DTV

1999

Telefonía
Celular

1983

1969

Internet
USA

Sputnik
Primer
Satélite
Rusia

1957

Transmisión
TV
Cadena NBC

1939

Radio
Comercial
AM

1920

Lee DeForest
Triodo
Amplificación
de las señales

1876

Guglielmo Marconi
Radio sin hilos
Wireles

1894

Alexander Bell
Teléfono

1876

Samuel Morse
Telégrafo

1837

Evolución de las Telecomunicaciones

(4)

(3)

(2)

(1)

(4)

(3)

(2)

(1)

(32)

(4)

(3)

(2)

(1)

34 Mbps

8 Mbps

E3

E2

E1

2.048 Mbps

30 canales de 64 kbps + 2 canales de control

Sincronía: dos sistemas están sincronizados cuando utilizan la misma referencia de tiempo o reloj.
* Sistemas plesiócronos( Casi síncronos): se refiere a que dos sistemas utilizan referencias de tiempo distintas, pero entre ellos se establece un proceso de inicio de comunicación que hace al sistema casi síncrono.

© Copyright Ing. Gabriel Tirado, 2013 Derechos Reservados

 

PDH
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