desarrollo fase 1
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DATOS Y SEÑALES
ANALÓGICAS Y DIGITALES
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Contenido
Objetivo
2.- La onda seno.
3.- Señales compuestas.
5.- El espectro electromagnético.
1.- La comunicación electrónica.
Usar representaciones de señales
analógicas y digitales en los dominios del
tiempo y de la frecuencia. Explicar cómo se
descomponen las señales compuestas en
ondas seno simples.
4.- Señales digitales.
CUÁL ES LA DIFERENCIA ENTRE DATO Y SEÑAL.
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Dato digital y señal digital - Ejemplo
Los datos digitales toman valores discretos. Se
almacenan en la memoria de un PC en forma de
“0”s y “1”s.
Los “0”s y “1”s se convierten en señal digital
con ayuda de un codificador de línea
(transductor).
Una señal digital es una onda con saltos
repentinos entre un valor de voltaje y otro.
Tiene un número discreto de valores. A
menudo es tan simple como “0” y “1”.
Para transmitir datos, primero se convierten a señales electromagnéticas.
Un aspecto fundamental del nivel físico es transmitir
información en forma de señales electromagnéticas
a través de un medio de transmisión.
El medio de transmisión funciona conduciendo
energía a través de un camino físico.
DATOS ANALÓGICOS Y DIGITALES:
Los datos pueden ser analógicos o digitales. Los
datos analógicos son continuos y toman valores
continuos. Los datos digitales tienen estados
discretos y toman valores discretos.
SEÑALES ANALÓGICAS Y DIGITALES:
Las señales pueden ser analógicas o digitales. Las
señales analógicas pueden tener un número infinito
de valores dentro de un rango.
Las señales digitales solamente pueden tener un
número limitado de valores. http://4.bp.blogspot.com/-2skLzQ5mBMg/TZlKWNb4RTI/AAAAAAAAAHE/pCWUtkXP
EVU/s1600/341px-Repeater-schema.svg.png
QUE SON LAS SEÑALES.
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Una señal puede ser también la variación de una corriente eléctrica u otra
magnitud física que se utiliza para transmitir información.
Por ejemplo, en telefonía existen diferentes señales, que consisten en un
tono continuo o intermitente, en una frecuencia característica, que permite
conocer al usuario en que situación se encuentra la llamada.
Medios de transmisión Señal
Aire Acústica (sonido, voz, música, etc.) Espacio Libre Luminosa (colores, faros, etc.) Radioeléctrica
(Radio FM, TV via satélite) Fibra óptica Luminosa (Luz de fuentes láser y leds) Conductores Eléctrica (Teléfono, Telégrafos)
http://www.lacuevawifi.com/wp-content/uploads/2012/10/lacuevagsm-antena.jpg
TIPOS DE SEÑALES.
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¿Porqué son necesarias las señales compuestas?
Una onda seno de frecuencia única no es útil para transmitir información.
Si sólo se tuviera una onda seno para transportar una conversación telefónica, no tendría sentido y
no transportaría información. Sólo se oiría un zumbido. Es necesario, por tanto, enviar una señal
compuesta para comunicar datos.
Señal compuesta periódica y aperiódica
Hay muchas ondas útiles que no son seno;
en lugar de eso saltan, se desfasan, tienen
picos y presentan depresiones. Pero si estas
irregularidades son consistentes para cada
ciclo, la señal es periódica y se la puede
describir en los mismos términos que los
usados para las ondas seno.
Señal
compuesta
periódica
Señal
compuesta
aperiódica
Una señal aperiódica cambia sin exhibir ningún
patrón o ciclo que se repite en el tiempo. La
mayoría de las ondas del mundo real son
aperiódicas.
Voz creada por el micrófono de un teléfono.
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Que es la transmisión de datos y cuál es su clasificación.
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Los medios de transmisión
son los caminos físicos por medio de los cuales viaja la información y en los que usualmente lo
hace es por medio de ondas electromagnéticas.
Los medios de transmisión vienen divididos en guiados (por cable) y no guiados (sin cable).
Un medio de transmisión es el canal que permite la transmisión de información entre dos
terminales de un sistema de transmisión. La transmisión se realiza habitualmente empleando
ondas electromagnéticas que se propagan a través del canal. A veces el canal es un medio físico
y otras veces no, ya que las ondas electromagnéticas son susceptibles de ser transmitidas por el
vacío.
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 y medios de
transmisión no guiados. Según el sentido de la transmisión podemos encontrarnos con tres tipos
diferentes: simplex, half-duplex y full-duplex.
http://4.bp.blogspot.com/-79ZIPva3GQ4/Tm0E1OAcwgI/AAAAAAAAAPU/OibL2DJfX2s/s1600/1.png
Los datos y las señales que los representan pueden estar en forma analógica o digital.
En general, los mensajes (datos) que utiliza una persona o aplicación no están en un formato que se
pueda transmitir por un sistema de comunicación. Por ejemplo, la voz o una fotografía deben
convertirse primero a un formato (señal) que el medio pueda aceptar. El medio de transmisión funciona
conduciendo energía a través de un camino físico.
Los datos analógicos se refieren a información que toma valores continuos, como el sonido de la voz
humana. Cuando alguien habla, crea una onda continua en el aire.
Esta onda es
capturada por
un micrófono
(transductor)
y convertida
en señal
analógica.
La señal analógica es una onda continua que cambia suavemente en el tiempo. Tiene un número
infinito de valores de voltaje dentro de un rango.
Que son las señales análogas y las señales digitales
La mayoría de las señales digitales son aperiódicas y, por tanto, la periodicidad o la frecuencia no son
características apropiadas. Se usan dos nuevos términos para describir una señal digital.
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phpapp01/95/21datos-y-seales-analogicas-y-digitales-4-
638.jpg?cb=1376845475
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Señal digital como señal analógica compuesta
¿Qué establece el análisis de Fourier?
Establece que una señal digital es una señal analógica compuesta, y, por tanto, puede ser
también periódica y aperiódica.
Señal digital periódica y aperiódica
Serie de Fourier. La señal se descompone en una serie de ondas seno con
frecuencias discretas de valores enteros (1, 2, 3, 4, ..), denominadas frecuencia
fundamental, 2do. armónico, 3er. armónico, etc.
Señal digital
periódica
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Transformación de Fourier. La señal se descompone en un número infinito de ondas seno con frecuencias continuas de valores
reales.
Señal digital
aperiódica
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Rara en
comunicaciones
https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSar6VlQZ6LsrLYeBEJ28QxEvAJVOpG514FCdafW4rodfk3sOrr
EN UNA SEÑAL QUE ES LA AMPLITUD
¿Qué es la amplitud?
La amplitud pico de una señal es proporcional a la energía que transporta.
La amplitud pico de una señal en una gráfica es el
valor absoluto de su intensidad más alta (A),
proporcional a la energía que transporta. En
señales eléctricas, se mide en V.
Amplitud pico y voltaje efectivoEjemplo 1
El voltaje que tiene en su hogar se representa mediante una onda seno con una
amplitud pico de 311 V. Sin embargo, es de conocimiento común que el voltaje en los
hogares de Bolivia es de 220 V. Esta discrepancia se debe al hecho de que este último
es un valor efectivo o RMS (raíz cuadrática media). El valor pico es igual a 1.41 × RMS.
Voltaje de una bateríaEjemplo 2
El voltaje de una batería es constante; este valor
constante se considera una onda seno de frecuencia
0. Por ejemplo, el valor pico de una batería AA es
normalmente 1,5 V.
https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSar6VlQZ6LsrLYeBEJ28QxEvAJVOpG514FCdafW4rodfk3sOrr
EN UNA SEÑAL QUE ES El PERIODO Y LA FRECUENCIA
¿Qué son el periodo y la frecuencia?
El periodo y la frecuencia son inversos entre sí.
Dos señales con distintas frecuenciasEjemplo 3
Calcule las frecuencias de las señales de las figuras y escriba sus ecuaciones matemáticas.
El periodo T es la cantidad de tiempo que
necesita una señal para completar un ciclo; se
mide en s.
La frecuencia f indica el número de ciclos por
segundo; se mide en ciclos/s o Hz. La frecuencia
es la inversa del periodo.
Respuesta.-f1 = 4 kHz,
𝑣1 𝑡 = 5sen(8𝑡103 + 0)f2 = 8 kHz,
𝑣2 𝑡 = 10sen(16𝑡103 + 0)
La frecuencia mide la velocidad de cambio. Si el valor de una señal cambia en un tiempo muy
largo, su frecuencia es baja. Si cambia en un tiempo corto, su frecuencia es alta.
https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSar6VlQZ6LsrLYeBEJ28QxEvAJVOpG514FCdafW4rodfk3sOrr
EN UNA SEÑAL QUE ES LA FASE
¿Qué describe la fase?
La fase indica el estado del primer ciclo respecto al tiempo 0.
La posición relativa de la onda respecto al instante de tiempo 0. Si se
piensa que la onda se desfasa hacia delante o hacia atrás a lo largo del eje
del tiempo, la fase describe la magnitud de ese desfase, indica el estado
del primer ciclo.
En grados o radianes (360º son 2 radianes). Una onda seno con una
fase de 0º no tiene desfase. Un desfase de 360º corresponde al desfase
de un periodo T completo.
Señal desfasadaEjemplo 4
Calcule la frecuencia y escriba la ecuación de la señal de la figura.
Respuesta.-
f = 2 MHz
𝑣 𝑡 = 8sen(4𝑡106 + 2)
Señal desfasadaEjemplo 5
Una onda seno está desfasada 1/6 de ciclo respecto al
tiempo 0. ¿Cuál es su fase en grados y radianes?Respuesta.- = 60º = /3 rad
¿En qué se mide la fase?
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EN UNA SEÑAL QUE ES LA LONGITUD DE ONDA
¿Qué es la longitud de onda?
La longitud de onda disminuye en un cable coaxial o de fibra óptica.
La longitud λ se calcula si se conoce el periodo de la señal y la velocidad de propagación de la
onda (la velocidad de la luz si la propagación es en el aire).
Es la distancia λ que una señal seno viaja a
través de un medio de transmisión en un
periodo de tiempo T.
λ =𝑐
𝑓
λ = longitud de onda, en m.
c = velocidad de la luz, 300.000 km/s. f =
frecuencia de la onda, en Hz.
Ejemplo 6
¿Cómo se calcula λ ?
La velocidad de propagación de las señales electromagnéticas depende del medio y de la frecuencia
de la señal. Por ejemplo, en el vacío, la luz se propaga a 300.000 km/s. Esta velocidad es menor en un
cable coaxial o de fibra óptica.
Longitudes de onda
Calcule la longitud de onda en el espacio libre correspondiente a una
frecuencia de:
a) 1 MHz (banda de radiodifusión comercial AM).
b) 27 MHz (banda ciudadana).
c) 4 GHz (usada para televisión por satélite).
Respuesta.-
a) λ = 300 m
b) λ = 11,1 m
c) λ = 7,5 cm
(Blake, 2004)
https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSar6VlQZ6LsrLYeBEJ28QxEvAJVOpG514FCdafW4rodfk3sOrr
EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
http://image.slidesharecdn.com/dordenadoparapasarasimpledvd097elespectroelectromagntico-090528152034
-phpapp02/95/espectro-electromagnetico-1-728.jpg?cb=1243542950
EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
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¿Qué es el espectro electromagnético?
a mayor frecuencia menor longitud de onda, y viceversa.www.coimbraweb.com
¿Qué regiones del espectro se utilizan en telecomunicaciones?
Es el conjunto
de ondas
electromagnétic
as ordenadas
de acuerdo a su
frecuencia y
longitud de
onda.
No todas las regiones, y los medios para conducir las utilizables son unos pocos.
1 Telefonía. Las frecuencias en la banda de voz se transmiten
en forma de corrientes eléctricas a través pares trenzados o
cables coaxiales.
2 Ondas de radio. Viajan a través del aire, pero necesitan
mecanismos de transmisión y recepción.
3 Rayos infrarrojos. Las ondas de luz, el 3er tipo de
energía electromagnética que se usa en telecomunicaciones,
se conducen usando fibras ópticas.
http://www.revista.unam.mx/vol.10/num10/art61/imagenes/fig1a.jpg
ANCHO DE BANDA
¿Qué es el ancho de banda de una señal?
Se conoce como banda ancha en telecomunicaciones a la transmisión de datos simétricos por la cual se
envían simultáneamente varias piezas de información, con el objeto de incrementar la velocidad de
transmisión efectiva. En ingeniería de redes este término se utiliza también para los métodos en donde
dos o más señales comparten un medio de transmisión.
En conexiones a Internet el ancho de banda es la cantidad de información o de datos que se puede
enviar a través de una conexión de red en un período dado. El ancho de banda se indica generalmente
en bits por se kilobits por segundo o megabits por segundo. Para señales analógicas, el ancho de banda
es la longitud, medida en Hz, del rango de frecuencias en el que se concentra la mayor parte de la
potencia de la señal. Puede ser calculado a partir de una señal temporal mediante el análisis de Fourier.
“http://es.wikipedia.org/wiki/Banda_ancha”
Ejemplo 7
Ancho de banda de
señales compuestas
Las figuras muestran las frecuencias
contenidas en una señal periódica y
aperiódica, respectivamente. El concepto de
ancho de banda se explica en las figuras.
La señal periódica contiene todas las
frecuencias enteras entre 20 y 50 kHz (20,
21, 22, ….).
La señal aperiódica tiene el mismo rango,
pero sus frecuencias son continuas.
http://image.slidesharecdn.com/2-130818114416-phpapp01/95/21datos-y-seales-analogicas-y-digitales-22-638.jpg?cb=1376845475
QUE ES LA MODULACION
Conjunto de técnicas para transportar información sobre una onda portadora, típicamente una onda
sinusoidal. Estas técnicas permiten un mejor aprovechamiento del canal de comunicación lo que
posibilita transmitir más información en forma simultánea, protegiéndola de posibles interferencias y
ruidos.
Básicamente, la modulación consiste en hacer que un parámetro de la onda portadora cambie de valor
de acuerdo con las variaciones de la señal modulada, que es la información que queremos transmitir.
El propósito de la modulación es sobreponer señales en las ondas portadoras.1 Básicamente, la
modulación consiste en hacer que un parámetro de la onda portadora cambie de valor de acuerdo con
las variaciones de la señal moduladora, que es la información que queremos transmitir.
“http://gmun.unal.edu.co/cmun/wiki/lib/exe/fetch.php?media=projects:thesis_projects:2009_1:didactic
_modules_for_antennas_and_tx_lines_lab_2009_1:modulos_de_ensenanza.pdfuniversidad nacional de
colombia facultad de ingenieria ingenieria electronica 2009”
http://4.bp.blogspot.com/-C-QmLqQysws/T4tcCxWgZSI/AAAAAAAABo0/Xo6NGeOdAd0/s1600/20070821klpinginf_13.Ges.SCO.png
TIPOS DE MODULACIÓN
La modulación ANALÓGICA, que se realiza a partir de señales analógicas de información, por ejemplo
la voz humana, audio y video en su forma eléctrica y la modulación DIGITAL, que se lleva a cabo a
partir de señales generadas por fuentes digitales, por ejemplo una computadora.
MODULACIÓN POR AMPLITUD (AM).
Este es un caso de modulación donde tanto las señales de transmisión como las señales de datos son
analógicas.
Un modulador AM es un dispositivo con dos señales de entrada, una señal portadora de amplitud y
frecuencia constante, y la señal de información o moduladora. El parámetro de la señal portadora que
es modificado por la señal moduladora es la amplitud.
MODULACIÓN POR FRECUENCIA (FM).
Este es un caso de modulación donde tanto las señales de transmisión como las señales de datos son
analógicas y es un tipo de modulación exponencial.
En este caso la señal modulada mantendrá fija su amplitud y el parámetro de la señal portadora que
variará es la frecuencia, y lo hace de acuerdo a como varíe la amplitud de la señal moduladora.
MODULACIÓN POR FASE (PM).
Este también es un caso de modulación donde las señales de transmisión como las señales de datos
son analógicas y es un tipo de modulación exponencial al igual que la modulación de frecuencia.
En este caso el parámetro de la señal portadora que variará de acuerdo a señal moduladora es la fase.
“http://modul.galeon.com/aficiones1359485.html”
Existen básicamente dos tipos de modulación:
CODIFICACIÓN DE DATOS
La información se transmite en forma de señales, por lo que debe ser transformada antes de poder ser
transportada a través de un medio de comunicación físico. Cómo transformar la información depende
de su formato original y del formato usado por el hardware de comunicaciones. El primer paso es
traducir la información a patrones digitales acordados (codificación de la información original) para ser
almacenada en una computadora en forma digital (unos y ceros), para transportarlos fuera de la
computadora es necesaria convertirlos en señales digitales, esto es una conversión digital a digital o
codificación de los datos digitales dentro de una señal digital.
En general las posibilidades son mayores, en la codificación de la información puede darse una
codificación de analógico a digital, y en la transmisión de información puede darse el caso de tener que
convertir la información digital en señal analógica, que se denomina modulación de la señal digital, en
otras ocasiones es una señal analógica la que se convierte en señal digital en lo que se conoce como
digitalización de la señal, e incluso se puede dar la necesidad de convertir una señal analógica en
analógica (modulación de la señal analógica).
Codificación y Modulación
https://b29a3c45-a-62cb3a1a-s-sites.googlegroups.com/site/sistemasdemultiplexado/arquitecturas-de-las-redes-de--comunicacin-caractersticas/5---codificacin-y-
modulacin/codificacion%20digital%20a%20digital.jpg?attachauth=ANoY7cr_IpJ2gi6XU14am531DpJBaVJFJJf0IihYnMRJ_ztTgRBVK2xSkWohItdJoerdcTiNywQWX8Rom0xhBr1vb8gasqg
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rhbis2pCHuXXa2HaMa6DvfcwPTQBp7YhUieKrMghZeIXi-4TZ5vb8InyIYOLj-1fCo3Tl55bcKvN3eVA5HSZBoO_qFPPoRImUWezbqF2VVCGFAdAt9cGda2IN-ZMGotsPslMdM3u-
O2Nwqh6wTGMapPlzHw2Afhd9cUTUOwV3uahoFCo55vEpX5VXb7cHy&attredirects=0
De todos los mecanismos usados para la codificación digital a digital, se van a tratar los más utilizados
para la transmisión de datos, que se pueden agrupar en tres amplias categorías: Codificación Unipolar
que usa una sola técnica; Codificación Polar, que tiene tres subcategorías NRZ, RZ y bifásica; y la
codificación bipolar que tiene tres variantes AMI, B8ZS y HDB3.
MULTIPLEXACIÓN
La multiplexación es el procedimiento por el cual diferentes informaciones pueden compartir un mismo
canal de comunicaciones. El proceso inverso, es decir la extracción de una determinada señal (que
lleva información) de entre las múltiples que se pueden encontrar en un cierto canal de comunicaciones
de denomina demultiplexación.
La multiplexación se refiere a la habilidad para transmitir datos que provienen de diversos pares de
aparatos (transmisores y receptores) denominados canales de baja velocidad en un medio físico único
(denominado canal de alta velocidad).
Un multiplexor es el dispositivo de multiplexado que combina las señales de los transmisores y las
envía a través de un canal de alta velocidad. “http://wikitel.info/wiki/Multiplexaci%C3%B3n
Que es la Multiplexación
TÉCNICAS DE MULTIPLEXACIÓNla industria que maneja tecnologías inalámbricas como la telefonía celular, utiliza tres diferentes
técnicas para permitir que múltiples usuarios utilicen eficientemente las frecuencias asignadas. Las
técnicas son FDMA, TDMA y CDMA.
FDMA Se denomina acceso múltiple por división de frecuencias (FDMA / Frequency Division Multiple
Access). El ancho de banda disponible es dividido en una serie de canales que son asignados bien sea
para trasportar señales de control o señales de voz.
TDMA El acceso múltiple por división del tiempo (TDMA / Time Division Multiple Access) es el proceso
por el cual a un usuario se le asigna una porción de tiempo para su conversación.
CDMA El acceso múltiple por división de código (CDMA / Code Division Multiple Access) es el más
eficiente de los sistemas de acceso y está desplazando significativamente los sistemas FDMA y TDMA.
En lugar de dividir los usuarios en tiempo o frecuencia cada usuario obtiene todo el espectro de radio en
todo momento.
“http://datateca.unad.edu.co/contenidos/208017/ContLin2/leccin_13_tcnicas_de_multiplexacin.html
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/208017/ContLin2/Figura_16.Tecnicas_de_Multiplexacion.jpg
BIBLIOGRAFÍA
Bibliografía
Recuperado el 08/02/2015 de http://proyectojosebritto.jimdo.com/clasificaci%C3%B3n-de-los-sistemas-de-
transmisi%C3%B3n/ "Jose Jaime Britto Suarez”
Recuperado el 08/02/2015 de http://es.slideshare.net/barbosa-vargas/savedfiles?s_title=medios-de-transmision-
de-datos-12855440&user_login=kathiameldi
Recuperado el 09/02/2015 de http://es.slideshare.net/TatianaValencia/ancho-de-banda-10073917
Recuperado el 10/02/2015 de http://es.slideshare.net/Maria_Carolina/tipo-de-modulacion-codificacion-y-
decodificacion-presentation
Recuperado el 10/02/2015 de https://sites.google.com/site/sistemasdemultiplexado/arquitecturas-de-las-redes-de--
comunicacin-caractersticas/5---codificacin-y-modulacin
Recuperado el 11/02/2015 de
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/208017/ContLin2/leccin_13_tcnicas_de_multiplexacin.html unad.
FINLibardo Barbosa Vargas
REDES LOCALES BASICO
¿Cuáles son las referencias bibliográficas?