sistemas de telecomunicacion...
TRANSCRIPT
10/12/2008
1
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.
10/12/2008
2
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.
10/12/2008
3
� 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.
10/12/2008
4
1.3. Modelos de sistema de telecomunicación.
� Modelo A
Fuente de información
Medio de transmisión
Sistema de recepción
Modelo B:
Fuente Procesador
Perturbación
Medio Procesador Destino
TRANSMISOR RECEPTOR
Modelo C:
Medio detransmisión
Perturbación
ReceptorDestino
informaciónTransmisor
Fuente de información
Canal de comunicación
10/12/2008
5
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.
10/12/2008
6
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
10/12/2008
7
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:
� Frecuencia f
� Periodo T
� Valor de pico vp
� Valor de pico a pico vpp
� Valor medio vm
� Valor eficaz vef
� Angulo de desfase
v t vp sen ft( ) . ( )= +2π Φ
Φ
10/12/2008
8
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) +...
AB
C
A
fo 2fo 3fo0
Frecuencia
Conceptos asociados al dominiode 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
10/12/2008
9
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
u(t) y(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)|
ω
|G(ω)|
ω
|G(ω)|
ω
|G(ω)|
ω
Pasa bajaPasa alta
Pasa banda
Rechazo de banda
Filtro Paso Bajo
10/12/2008
10
Tipos de filtros
|G(ω)|
ω
Pasa baja
|G(ω)|
ω
Pasa alta
Filtro pasa baja
Filtro pasa alta
Filtro Paso Alto
Filtro Paso Banda
10/12/2008
11
Filtro ideal
|H(jω)|
ω
Un filtro prototipo ideal debería tener un diagrama de Bode con dos zonas de |H(jω)| = 1, 0
No es físicamente realizable, por lo que debe aproximarse por filtros reales, tales como los de Butterworth, Bessel, etc.
ωc=1
1
|H(jω)|
ω
ωc=1
1
Los filtros reales presentan una zona de transición y quizás un rizado de acuerdo a las posiciones de sus polos-ceros
Tipos de filtros típicos
|G(jω)|2
ω
ωc=1
1|G(jω)|2
ω
ωc=1
1
|G(jω)|2
ωc=1
1
ωs
|G(jω)|2
ωc=1
1
Butterworth
Bessel
Elipticos
Chebyshev I
Chebyshev II
Comunicaciones de datos
� http://www.ac.uma.es/~nico/docencia/ar/tema2.PDF
10/12/2008
12
Modulaciones digitales
� Cuanto más
sencillos son los equipos
mayor es el ancho de
banda ocupado.
Modulaciones
Modulaciones básicas
� ASK
� FSK
� PSK
10/12/2008
13
Representación de las señales portadoras
ASK PSK
FSK
Modulación en cuadratura.(Formato I/Q )
Transmisor I/Q
10/12/2008
14
Receptor I/Q
Tasas de símbolos y de bits
Tasas de símbolos y de bits (II)
10/12/2008
15
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
10/12/2008
16
FDMA
ADSL. Utiliza FDMA.� Usado para enlace entre el ususario y la
red (bucle de abonado).
Esquema de instalación
10/12/2008
17
Esquema de conexión (II)
ADSL 2 y 2+ADSL2 se consigue 12/2 Mbps y con ADSL2+ 24/5 Mbps
Multiplexación geográfica
10/12/2008
18
CDMA