TECNOLOXÍA DA COMUNICACIÓNTECNOLOXÍA DA COMUNICACIÓN

¿QUE TIPO DE ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS SE UTILIZAN EN TELECOMUNICACIÓNS?

¿COMO É POSIBLE TRANSMITIR MILES DE CONVERSACIÓNS TELEFÓNICAS POR UN SO CABLE DE FIBRA ÓPTICA?¿POR QUE SE UTILIZAN

SATÉLITES EN TELEFONÍA?

¿SABES QUE É UNHA CÉLULA NUN SISTEMA DE TELEFONÍA MÓBIL?

¿PREGUNTÁCHESTE ALGUNHA VEZ COMO SE COMUNICAN OS ORDENADORES?; ¿SABES QUE É UNHA REDE ETHERNET?

Nesta unidade estudiaremos os fundamentos dos sistemas de telecomunicacións.

Enumeraremos os medios e tecnoloxías de transmisión máis empregados. Entre elas destacan as dúas tecnoloxías que maior crecemento experimentaron nos últimos anos: a telefonía móbil e Internet.

- Baseada na radio, a telefonía móbil logrou en dez anos o que a fixa tardou case un século en conseguir; de feito, xa hai máis teléfonos móbiles que fixos no mundo.

- Internet, pola súa banda, que agrupa miles de redes de ordenadores, tamén tivo un crecemento espectacular: case 700 millóns de usuarios se conectan á rede de redes.

SISTEMA DE COMUNICACIÓNS

transmisor receptor

medio/canle de transmisión

fonte destino

O Transmisor adapta a mensaxe á canle en forma de sinal. A modulación é un proceso que se distingue polo acoplamento do sinal transmitido ás propiedades do canle, por medio dunha onda portadora. A Canle de Transmisión ou medio é o enlace eléctrico entre o transmisor e o receptor, sendo a ponte de unión entre a fonte e o destino. Este medio pode ser un par de arames, un cable coaxial, o aire, etc.

A función do Receptor é extraer da canle o sinal desexado. A operación clave que executa o receptor é a demodulación, o caso inverso do proceso de modulación do transmisor, co cal volve o sinal a súa forma orixinal.

A comunicación vese alterada por elementos adversos que dificultan a transmisión, comunmente coñecidos como “ruído”. Canto maior sexa o ruído, maior nivel de sinal necesitamos para garantir unha correcta recepción.

ruído

REDES DE COMUNICACIÓN

MEDIO DE PROPAGACIÓN

ARÁMICA: SE A PROPAGACIÓN FAISE POR CABLES (COBRE, COAXIAL, FIBRA ÓPTICA,…)

INARÁMICA: SE PARA A PROPAGACIÓN UTILÍZASE O AIRE OU O ESPACIO.

MOVILIDADE DO TERMINAL

TELEFONÍA FIXA: TERMINAL INMOBIL, ESTE ESTÁ UNIDO Á CENTRAL TELEFÓNICA POR UN PAR DE FIOS DE COBRE.

TELEFONÍA MÓBIL: TEÑEN O TERMINAL INTERCONECTADO Á CENTRAL POR RADIO.

TIPO DE SINAIS QUE SE TRANSMITEN

COMUNICACIÓN DE VOZ/ANALÓXICA: TELEFONÍA, RADIO

COMUNICACIÓN DE DATOS/DIXITAL: INTERNET, REDE LOCAL

ANCHO DE BANDA

É a diferencia entre a frecuencia máis alta e a máis baixa dunha canle de transmisión.

Expresa a cantidade de información que pode recibirse cada segundo. Se se transmiten sons ou imaxes mídense en ciclos por segundo (hercios, Hz).Se se transmiten datos mídense en bits por segundo (bps).

Son agudo

Son grave

Os seres humanos só podemos percibir o son nun rango de frecuencias entre 20 e 20.000 hercios aproximadamente.Nunha conversación telefónica utilizase unha marxe de frecuencias de 300 a 3400 Hz (o seu ancho de banda é de 3,1 Khz).

ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICOESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO

AS CARACTERÍSTICAS DAS ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS DEPENDEN DA SÚA FRECUENCIA.

Ó CONXUNTO DE TÓDALAS ONDAS ORDEADAS POR FRECUENCIA DENOMÍNASE ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO.

Lonxitude de onda (λ): espacio recorrido nun ciclo

Frecuencia (f): número de oscilacións (ciclos) realizados por segundo

Período (T): tempo que tarda a onda en realizar un ciclo completo

Amplitude (A): desviación máxima da posición de equilibrio

CANDO OS ELECTRÓNS MÓVENSE POLOS CONDUCTORES (CORRENTE ELÉCTRICA), EMITEN ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS QUE SE PROPAGAN POLO ESPACIO Á VELOCIDADE DA LUZ (C=300.000 Km/s).

A RELACIÓN ENTRE A LONXITUDE DE ONDA E O PERÍODO VEN DADA POLA EXPRESIÓN:

λ= C*T

O ESPECTRO DIVÍDESE EN BANDAS, A CADA UNHA DAS CALES SE LLE ASIGNA UN NOME EN FUNCIÓN DA SÚA LONXITUDE DE ONDA.

AS BANDAS DO ESPECTRO QUE SE UTILIZAN NAS TELECOMUNICACIÓNS SON ONDAS DE RADIO, MICROONDAS, INFRARROXOS E LUZ VISIBLE.

NA SEGUINTE FIGURA RECÓLLENSE OS NOMES OFICIAIS DE CADA BANDA ASIGNADOS POLA ITU (INTERNATIONAL TELECOMMUNICATIONS UNION).

AS SIGLAS LF, MF E HF SIGNIFICAN RESPECTIVAMENTE BAIXA (LOW), MEDIA (MEDIUM) E ALTA (HIGH) FRECUENCIA.

VH (Very High), UH (Ultra High), SH (Super High), EH (Extremely High), TH (Tremendously High)

O ESPECTRO NAS REDES DE COMUNICACIÓNS

ONDAS DE RADIO

AS ONDAS DE RADIO COMPRENDEN AS BANDAS LF, MF,HF, VHF E PARTE DAS BANDAS UHF.

AS ONDAS DE RADIO SON OMNIDIRECCIONAIS, É DECIR, PROPÁGANSE EN TÓDALAS DIRECCIÓNS, E FÁCILES DE XERAR, PODEN VIAXAR A GRANDES DISTANCIAS E ATRAVESAN OBSTÁCULOS COMO OS EDIFICIOS. POR ELO, SON MOI UTILIZADAS EN COMUNICACIÓNS.

EN XERAL, A MEDIDA QUE AUMENTA A FRECUENCIA (E DISMINUE A LONXITUDE DE ONDA), NECESÍTANSE ANTENAS MÁIS PEQUENAS, O HAZ DE RADIACIÓN É MÁIS ESTREITO E O ALCANCE É MENOR.

ENTRE OS INCONVINTES E ESTE TIPO DE ONDAS HAI QUE DESTACAR QUE PODEN INTERFERIR NAS TRANSMISIÓNS ENTRE DISTINTOS USUARIOS.

BANDAS UTILIZACIÓN ALCANCE

LF Y VLF

A.M., RADIOAFICIONADOS E SISTEMAS MILITARES.

NAVEGACIÓN GRANDES DISTANCIAS (5000 KM.)

PROP. SUPERFICIE TERRESTRE.

REFLEXADAS POLA IONOSFERA A UNHA ALTURA DE ENTRE 100 KM. E 500 KM. GRANDES DISTANCIAS.

MF Y HF

VHF Y UHFFM, TV, TELÉFONOS MÓBILES, RADIOAFICIONADOS E SITEMAS MILITARES.

LIMITADAS A DECEAS DE KILÓMETROS. PROPAGACIÓN DE TIPO VISUAL (AS ANTENAS EMISORA E RECEPTORA DEBEN PODER VERSE).

MICROONDAS

ESTAS ONDAS PRESENTAN FRECUENCIAS SUPERIORES A 1 GHz (LONXITUDE DE ONDA MENOR DE 30 CM.), PROPÁGANSE EN LIÑA RECTA E NON PASAN A TRAVÉS DE OBSTÁCUILOS COMO OS EDIFICIOS.

UTILÍZANSE FUNDAMENTALMENTE EN COMUNICACIÓNS POR SATÉLITE, RADIOENLACES E DISTRIBUCIÓN DE SINAIS DE TV.

INFRARROXOS

OS INFRARROXOS ÚSANSE, SOBRE TODO, EN COMUNICACIÓNS DE CURTO ALCANCE, MANDOS A DISTANCIA E REDES LOCAIS DE ORDENADORES.

PROPÁGANSE DE FORMA SIMILAR Á LUZ E NON PODEN ATRAVESAR OBXECTOS (MUROS). ESTA CARACTERÍSTICA PERMITE, POR EXEMPLO, CONSTRUIR PEQUENAS REDES DE ORDENADORES QUE NON PODEN SER INTERFERIDAS POR OUTROS EQUIPOS EN HABITACIÓNS CONTIGUAS.

MODULACIONMODULACIONHai sinais eléctricas coma a dos datos dos ordenadores, e outras que non o son como o son e a imaxe. Para convertelas en sinais eléctricas utilízanse dispositivos especiais, como micrófonos e cámaras de televisión

Chámase MODULACIÓN á modificación das características dunha sinal e poder transmitila nunha banda determinada, combínase cunha frecuencia (sinal portadora) que pertenza a dita banda.

A FRECUENCIA PORTADORA é unha frecuencia dentro da banda na que queremos transmitir.

XUSTIFICÁCIÓN DA MODULACIÓN:Adaptar información ó medio.Optimizar o uso dos datos.

Modulador DE - Modulador

Sinal moduladaSinal Moduladora Sinal Orixinal

Sinal Portadora

Moduladora: Sinal de datos a transmitirPortadora: Sinal cas características desexadas.Modulada: Sinal con datos da moduladora e propiedades da portadora.

MODULACIÓN NA RADIO

En AM a amplitude da portadora varía en función da amplitude da sinal moduladora. Este tipo de modulación é a que utiliza a radio AM.

En FM a frecuencia da portadora é a que varía en función da sinal moduladora. Esta modulación emprégana as radios FM.

MODULACIÓN EN AMPLITUDE MODULACIÓN EN FRECUENCIA

Multiplex é o aparato que permite a transmisión simultánea de varias informacións por unha soa liña sen que se perda a identidade de ningunha delas.

SISTEMAS MULTIPLEXSISTEMAS MULTIPLEX

POR DIVISIÓN DE FRECUENCIA (MDF)Cada sinal modúlase cunha portadora diferente.

POR DIVISIÓN NO TEMPO (MDT)A cada usuario asígnanselle pequenos intervalos de tempo para poder transmitir.

O sistema MDT so se pode utilizar con sinais dixitais.

Os MDT sustituíron aos MDF gracias ás fibras ópticas e técnicas dixitais.

Para utilizar o sistema MDT con sinais analóxicas é necesario dixitalizalas.

Esto lévase a cabo mediante a técnica MIC (Modulación por Impulsos Codificados).

Este proceso consta de dúas fases: Mostreo e Codificación.

MODULACIÓN POR IMPULSO CODIFICADO (MIC)

SINAIS ANALÓXICAS E NUMÉRICAS

Nos aparatos telefónicos habituais, as ondas sonoras procedentes da voz humana transfórmanse nunha corrente eléctrica cuxas fluctuacións seguen fielmente as fluctuacións da voz transmitida.

Este sinal eléctrico por ser análogo á onda sonora orixinal, denomínase sinal analóxica e é unha función continua no tempo, tal como se ve na figura.A información telefónica orixinal é, pois, de natureza analóxica.

A diferencia da sinal analóxica, a sinal numérica solo pode tomar certos valores discretos, por exemplo, o valor "1" e o valor "0". A este tipo de sinal numérica, que so pode tomar dous valores, chámaselle sinal numérica binaria e é a que utilizan os sistemas MIC.

A sinal numérica non é, por tanto, unha función continua do tempo, tal como se ve na fig. 2.

REDE TELEFÓNICA BÁSICAREDE TELEFÓNICA BÁSICA

Rede de comunicacións telefónicas á que se conectan os usuarios para a realización de transmisións a larga distancia.

A comunicación entre os teléfonos orixe e destino establécese mediante a conmutación dunha canle de comunicación entre centrais telefónicas, de aí que tamén se coñeza como Rede Telefónica Conmutada (RTC).

As centrais de conmutación teñen niveles xerárquicos diferentes: locais e de tránsito.

Unha chamada entre usuarios dunha mesma zona depende da mesma central local, mentres que chamadas entre usuarios máis lonxe conmútanse entre distintas centrais.

Rede Telefónica Básica

                                                    

                

Rede de Telefonía Móbil

                                                   

                       

TELEFONÍA MÓVILTELEFONÍA MÓVIL

Os primeiros sistemas de telefonía móbil baseábanse nos mesmos principios que as emisoras de televisión, que consistía en instalar un potente emisor no punto máis alto dunha zona, pero tiveron o inconvinte de que usaban varias frecuencias as cales estaban saturadas porque eran usadas xa polo exército e a televisión.

Nos sistemas celulares, no lugar de usar un potente transmisor que cubra unha área determinada, empréganse varios transmisores de baixa potencia, os cales dan cobertura a unha zona máis pequena chamada célula.

O sistema celular consiste en dividir a área de cobertura en células máis pequenas e reutilizar as frecuencias usadas nunha célula noutras próximas.

As células asócianse en grupos de 7, de maneira que as células que ocupan a mesma posición nos distintos grupos usan o mesmo conxunto de frecuencias.

Ó estar estas células alonxadas unhas doutras, non se producen interferencias.

TELEFONÍA MÓVIL CELULAR.

1. ESTACIÓN MÓVIL:

É o teléfono móbil. Encárgase das comunicacións por radio para acceder e conectarse á rede GSM.

Dispón dos seguintes elementos: teclado, micrófono, altofalante e tarxeta SIM: tarxeta intelixente que contén información relativa ó usuario : PIN, IMSI (Número internacional que identifica ó abonado) e unha clave secreta para autenticación e encriptación.

2. SISTEMA DE ESTACIÓN BASE (BSS).

Agrupa todos os elementos que realizan as funcións de radio e celular do GSM:

* Estación base (BTS): Contén os dispositivos de transmisión e recepción por radio. Cada estación base define unha célula.

* Controlador de estacións base: Asigna e configura as canles de radio e os datos de configuración de cada célula.

3. SISTEMA DE RED (NS)

Realiza o procesamento das chamadas, as comunicacións con outras redes, como a rede telefónica fixa, e dispón das bases de datos necesarias para realizar as funcións asociadas ó usuario, altas de abonados, autenticación, xestión de mobilidade, etc..

Primeira xeración: Analóxica

Segunda xeración: GSM y GPRS

Terceira xeración: UMTS

COMUNICACIÓN VÍA SATÉLITE.COMUNICACIÓN VÍA SATÉLITE.

SATÉLITES XEOSÍNCRONOS: Son os satélites que describen unha órbita no plano ecuatorial a 36000 Km de altura e período de 24 horas; por iso son satélites que parecen inmóbiles desde a terra.

OS SATÉLITES son como repetidores entre unha estación transmisora e outra receptora, por elo é necesario que o satélite sexa visto polas dúas estacións á vez, para recibir a sinal polos receptores é necesario unha antena parabólica.

VSAT: son redes privadas de comunicación por satélite para sinais de datos, voz e vídeo, que usan satélites xeosíncronos para comunicar entre si os terminais VSAT.

GPS: É un sistema de navegación por satélite formado por 24 satélites que orbitan ó redor da terra a unha altura de 20000Km e proporciona información precisa sobre unha determinada posición.

CARACTERÍSTICAS DOS XEOSÍNCRONOS:

•Retardo da sinal: Anque as sinais se moven á velocidade da luz, as distancias son enormes, o valor normal de retardo soe ser duns 270 ms.

•Tamaño de antenas considerable.

•Insegura – Encriptación.

•Costo independente da distancia.

SATÉLITES NA REDE TELEFÓNICA

A TELEVISIÓNA TELEVISIÓN

A pantalla dun televisor está recuberta por fósforo, un material que emite luz cando incide sobre el un electrón.

Para que esto se produza, os electróns son lanzados á pantalla mediante 3 canóns situados no extremo do tubo de raios catódicos. A velocidade á que produce o impacto determina o brillo de cada punto.

A fin de que cada electrón incida sobre o fósforo adecuado, colócase unha reixa metálica entre o tubo e a pantalla denominada máscara de sombra.

Para formar a imaxe, os canóns recorren a pantalla de esquerda a dereita e de arriba a baixo.Canto maior sexa o varrido vertical e canto maior sexa o número de elementos rexistrados en cada liña segundo se explora de esquerda a dereita, maior é a definición da imaxe.

No sistema europeo PAL a pantalla está constituída por 625 liñas e fórmanse 25 imaxes completas por segundo. Para evitar o pestanexo represéntanse so as liñas impares e no seguinte varrido as impares de maneira que se emiten 50 campos (ou medias imaxes) por segundo.

A frecuencia de campo ou frecuencia vertical é, entón, fv=50Hz. Nos sistemas máis recentes conséguese utilizar unha frecuencia de 100 Hz (cada imaxe almacénase e vólvese a reproducir).

El sistema NTSC americano emprega 525 liñas e 60 campos por segundo (60 Hz).