cd 1 introduccion y conceptos basicos-e
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Comunicaciones Digitales 1
Comunicaciones Comunicaciones Digitales (CxDDigitales (CxD))
Jaime AcurioJaime [email protected]@hotmail.com
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Comunicaciones Digitales 2
SumarioSumario
• Contenido de la Asignatura
• Sistema de Evaluación
• Introducción a Comunicaciones Digitales
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Comunicaciones Digitales 3
Contenido de la AsignaturaContenido de la Asignatura
• Conceptos Básicos de Comunicaciones Digitales.
• Teoría de Información.• Arquitectura de Redes de
Computadoras.• Transmisiónes en Banda Base.• Modulación.• Interfaces.• Equipos para la Transmisión de Datos.
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Comunicaciones Digitales 4
BibliografíaBibliografía
• Textos Básicos• “Digital Communication Fundamentals and
Applications”, B. Sklar. 2da. Edición.
• “Computer Networks” , A. Tanenbaum. 4ta Edición..
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BibliografíaBibliografíaTextos de Consulta• “Breaking the Barriers, Transformation to Digital Life”,
Colectivo de autores, Marcus Weldon y otros. 2008.
• “Fundamentals of WiMAX Undersdtanding Broadband Wireless Networking”. J.G. Andrews, A. Ghosh. 2007.
• “Digital Modulation Techniques”. F. Xiong. 2000.• “Introducction to Error Correcting Codes”, M. Purser.
1995• Estándares de la UIT, Artículos Técnicos y Materiales
auxiliares entregados en formato electrónico.• Artículos e información de Internet.
• Normas de la UIT, de la IEEE.
Comunicaciones Digitales 5
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Comunicaciones Digitales 6
Sistema de EvaluaciónSistema de Evaluación
• Seminarios
• Trabajo de Clase
• Trabajo investigativo
• Examen Final
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Comunicaciones Digitales 7
Introducción Introducción a las a las Comunicaciones Comunicaciones
DigitalesDigitales
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Comunicaciones Digitales 8
Atención!!Atención!!
Presencia de indica ir a las notas del ppt.
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Comunicaciones Digitales 9
Generalización de Cx DigitalesGeneralización de Cx Digitales• Tecnología Digital más noble y de mayor
nivel de integración.
• Digitalización de señales analógicas.
• Mayor inmunidad ante la interferencia y el ruido.
• Posibilidad de aplicar técnicas de compresión. y/o cifrado.
• Posible empleo de diferentes técnicas de Multiplex.
• Posibilidad de detectar y corregir errores.
• Convergencia a una red NGN.*
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Comunicaciones Digitales 10
Telefónico
Valor Datos
Datos- Mejor esfuerzo
Según Revista de Telecomu-nicaciones de Alcatel
Proyección Proyección Comportamiento del Comportamiento del tráfico hasta el 2006tráfico hasta el 2006
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Comunicaciones Digitales 11
Modif icación de los servicios actuales
• Telefonía
• Telefax.
• Datos• Redes privadas
• Telefonía IP
• Internet.• Intranet
• etc*
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Comunicaciones Digitales 12
Evolución de AplicacionesEvolución de Aplicaciones
Teléfono Casa inteligenteTeléfono celular Carro inteligenteAsistente personal digitalComputadora personal Redes PersonalesTelevisión Televisión interactiva Vídeo Terminales integrados.venta Comercio electrónicoTV por cable Tele aplicaciones
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Comunicaciones Digitales 13
Evolución de las Redes Evolución de las Redes
Uso generalizadoUso generalizado de IPde IP
X.25X.25
PDHPDH
NGNNGNAlternativas Alternativas
de de SolucionesSoluciones
FRFR
+ Ágil+ ÁgilCam
bio
C
amb
io
Pro
ced
imie
nto
Pro
ced
imie
nto
•+ Ágil+ Ágil•IntegracionIntegracion•QoSQoS
ATMATMC
amb
io
Cam
bio
T
ecn
mol
ogia
y
Tec
nm
olog
ia y
P
roce
dim
ien
toP
roce
dim
ien
to
DWDM
SDHSDH
gestióngestióntolerancia a fallotolerancia a falloescalabilidadescalabilidadflexibilidadflexibilidad
ASONASON
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Comunicaciones Digitales 14
Escenarios de Inicios de SigloEscenarios de Inicios de Siglo Sociedad basada en el consumo intensivo de Información.Sobrecumplimiento de los pronósticos de crecimiento de tráfico de internet.Crecimiento moderado del tráfico telefónico convencional pero crecientes servicios de telecomunicaciones.Crecimiento espectacular del tráfico de datos.Migración de redes Privadas a VPN en internet.Desarrollo de Equipos terminales con capacidades integradoras.Generalización de IP.
Red de Próxima GeneraciónRed de Próxima Generación(Next Generation Network)(Next Generation Network)
N G NN G N
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Comunicaciones Digitales 15
Next Generation Network (NGN) Next Generation Network (NGN) Principios Principios
flexibilidad Servicios fijos servicios móviles Transporte de VoIP tráfico de datos
Movilidad generalizada nuevos servicios y aplicaciones avanzadas. Seguridad. etc
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Comunicaciones Digitales 16
Convergencia: Redes de Telecomunicaciones hoy
Fuente- Bibliografía 1
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Comunicaciones Digitales 17
Convergencia: Redes de Telecomunicaciones Mañana
Fuente- Bibliografía 1
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Comunicaciones Digitales 18
Aristas de la convergencia
• A nivel de Servicios: Fijo y Móvil, Interactivos y Difusión, etc.
• A nivel de Red: Una red para los distintos servicios o NGN
• A Nivel de Acceso: Estándares inalámbricos (DECT, WiMAX, 3G, etc) y sobre cable (xDSL, FTTX, etc.).
• A nivel de Operación: OSS, BSS, Gestión de Calidad, etc., para las distintas clases de clientes.
• A nivel de Terminales: 2G, 3G, PDA, iPhone, etc.
Bibliografía 1
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Comunicaciones Digitales 19
Direcciones de Desarrollo principales
• Evolución hacia una red de acceso multiservicio de banda ancha.
• Evolución hacia la próxima generación de móvil celular representada por 3G y B3G.
• Sustitución gradual de los conmutadores TDM tradicionales por soluciones a Softswitchs.
• Migración hacia la próxima generación del protocolo de Internet IPv6.
• Evolución hacia una red de Transporte de próxima generación.
Bibliografía 1
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Comunicaciones Digitales 20
Nuevo Modelo de Red de Transporte
Proceso de evolución mostrando como se introduce el protocolo de QoS y control de trafico, MPLS, en el nivel óptico
MPLSBibliografía 1
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Comunicaciones Digitales 21
Sistema Básico de Sistema Básico de ComunicacionesComunicaciones
fuente
transmisor
canal de transmisión
receptor
destino
información Señal transmitida
Señalrecibida
Información recuperada*
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Comunicaciones Digitales 22
Modelo de un sistema de Modelo de un sistema de Telecomunicaciones Básico Telecomunicaciones Básico
fuenteprocesamiento
en TX
medioTx
destinoprocesamiento
en RX
efectosindeseables*
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Comunicaciones Digitales 23
Procesamiento en transmisiónProcesamiento en transmisión
fuentecodificaciónde la fuente
cifrado
codificación de canal
BandaBase
ModuladorMediode CX*
Mux
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Comunicaciones Digitales 24
Procesamiento en recepciónProcesamiento en recepción
del mediode CX demodulador detector
Decodificación de canal
descifrado
destino*
Mux
Decodificación
de fuente
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Comunicaciones Digitales 25
Modelo de un sistema de transmisión de datos
Decodif. fuente
Des-cifrado
Decodif. canal
Demo-dulador
Banda Base
Codif. canal
CANALCANAL
fuenteCodif. fuente cifrado MUX
Banda Base
Modu-lador
DEMUX
De otras fuentes
A otros destinos
Sincronización*Mensaje en
formato numérico
destino
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Comunicaciones Digitales 26
SincronizaciónSincronización
• Permite coordinaciones temporales y de frecuencia entre elementos y bloques del sistema.– Sistema coherente (requieren recuperación de
frecuencia y fase de la portadora.– Sistemas no coherentes
• Sincronización temporal– Sincronización de símbolo o de bit– Sincronización de trama
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Comunicaciones Digitales 27
PreguntasPreguntas
• ¿Qué importancia le atribuyes al proceso de sincronización de bits?
• Cualquier comunicación sincrónica viene precedida de un proceso de sincronización de bits. Justifica por qué ese proceso debe anteceder al de la transmisión de información.
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Comunicaciones Digitales 28
CodificaciónCodificación
Decodificación*Decodificación*
MMeeddiioo
fuente
Codif. de fuente
cifrado Codif.de canal
transmisor
receptorDecodifde canal
descifradoDecodif.de fuente
destino
Sistema Básico de Sistema Básico de Comunicación DigitalComunicación Digital
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Comunicaciones Digitales 30
Pulsorectangular
Efectos indeseablesEfectos indeseables de la Transmisiónde la Transmisión
Atenuación
Distorsión
Interferencia
Ruido
*
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Comunicaciones Digitales 32
PreguntasPreguntas
• ¿Por qué decimos que el efecto de atenuación y distorsión, tal y como muestra la gráfica, están íntimamente relacionados?– Es más si fuéramos rigurosos
hablaríamos de un solo efecto.
• ¿Funciones que deben cumplir los dispositivos encaminados a disminuir la distorsión?
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Comunicaciones Digitales 33
Tipos de SeñalesTipos de Señales
información analógica señal analógica
informaciinformación digital señal analógican digital señal analógicaMODEM
información analógica señal digitalA/D
información digital señal digital*
DSU/CSU
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Comunicaciones Digitales 34
Medios de TransmisiónMedios de Transmisión
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Comunicaciones Digitales 35
SEMINARIOSEMINARIO
Medios de Medios de TransmisiónTransmisiónPar de cobreCable coaxialFibra Optica•Ondas terrestres•Comunicación vía satélite
•Evolución y Estado ActualEvolución y Estado Actual•Características y Ancho de BandaCaracterísticas y Ancho de Banda•EmpleoEmpleo•FuturoFuturo
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Comunicaciones Digitales 36
ForFormatos de Tmatos de Transmisión ransmisión de señales digitales de señales digitales
• Formato de transmisión asincrónico
• Formato de transmisión sincrónico
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ForFormatos de Tmatos de Transmisiónransmisión Formato de transmisión asincrónico
• Cada caracter precedido por pulso de arranque y terminado por pulso de parada.
1 2 3 4 5 6 7 8
arranque
parada inactivo inactivo
arranque
en este caso 20% perdido
1 1 1 0 0 1 0 0inactivo inactivo
arranque
parada
arranque
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Comunicaciones Digitales 38
PreguntaPregunta
• Aprecie que el formato de transmisión asincrónica tolera pequeñas desviaciones del reloj de transmisión con el reloj de recepción que se resincroniza con la llegada de cada pulso de arranque sin que se produzcan sobrelecturas de un bit o se salte un bit por leer. ¿Sería esto posible si la resincronización se hiciera cada 10 mil pulsos de información?. Explica.
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Comunicaciones Digitales 39
• • • • • • 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 • • 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 • •
100% eficiencia
Formato de transmisión sincrónico
• Los caracteres se suceden a intervalos fijos sin pulsos de arranque y parada.
ForFormatos de Tmatos de Transmisiónransmisión
1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 11 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1
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Comunicaciones Digitales 40
PreguntaPregunta
• En el formato de transmisión sincrónica , el reloj de recepción se extrae de la propia señal de información.
• ¿Qué sucedería si en su lugar se usara una señal de reloj de recepción aproximadamente igual a la empleada por el transmisor?
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Comunicaciones Digitales 41
Tipos de TransmisiónTipos de Transmisión
• Punto a punto.
• Difusión –Broadcasting. Difusión plena
–Multicasting. Difusión entre un grupo determinado.
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Comunicaciones Digitales 42
Simultaneidad emisión Simultaneidad emisión recepción recepción
Tx Rx
Simplex
Transmite en una sola dirección Típico de los sistemas de difusión.
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Comunicaciones Digitales 43
Simultaneidad emisión Simultaneidad emisión recepción recepción
Tx/Rx o
Semiduplex (half duplex)Semiduplex (half duplex)
Transferencia de informacion en ambos sentidos pero NO simultáneamente
Tx/Rx
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Comunicaciones Digitales 44
Simultaneidad emisión Simultaneidad emisión recepción recepción
Tx/Rx Tx/Rx
duplex (full duplex)
Transmite y recibe simultáneamente
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Comunicaciones Digitales 45
PreguntaPregunta
• ¿La operación full duplex, se podrá realizar empleando dos hilos solamente?
• ¿Cómo?
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Comunicaciones Digitales 46
Proceso de MultiplexaciónProceso de MultiplexaciónMúltiples señales por el mismo soporte físico.
( Medio compartido).
• Multiplex División de Frecuencia (MDF): Señal en rangos de frecuencia diferentes.
• Multiplex por División de Longitud de Onda (WDM,DWDM). Señales ópticas en diferente LO.
• Multiplex División de tiempo (MDT): Señal en intervalos de tiempo diferentes (time slots).
• Multiplex División de Código (MDC): Señal emplea diferentes códigos para su procesamiento.
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Comunicaciones Digitales 47
MDTABC
IsócronoA B C A B C A B C A B
A C A C A
Intervalos no usados = perdidos
Multiplex EstadísticoABCDEF
B A D A B F B C B E A
Mayor eficiencia, los intervalos se asignansegún la necesidad, requiere campo de
dirección
Multiplex por división Multiplex por división en tiempo de señales digitalesen tiempo de señales digitales
Intervalos fijos para cada canal
canales tributarios
señalglobal
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Comunicaciones Digitales 48
ConclusionesConclusiones
• Generalización de las comunicaciones digitales.
• Generalización de las Redes de computadoras.
• Estudiaremos los procesos en la Transmisión de información en formato digital.
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Comunicaciones Digitales 49
Bibliografía
1. Estado actual y perspectivas de las investigaciones en las Telecomunicaciones. Conferencia del Dr. René Yañez en Dpto. de Tele. Mayo 2009.
2. Digital Communication, Fundamentals and Applications. B. Sklar.
3. Computer Networks, Tanembaum.