TRANSMISION ANALOGICA TRANSMISION ANALOGICA Y DIGITALY DIGITAL

Ing Freddy Chuman ZIng Freddy Chuman Z

TELECOMUNICACIONESFACULTAD DE INGENIERIA DE SISTEMAS

Para ser transmitida la data debe ser transformada a señales EM

Una de las funciones de la capa física es mover la data en forma de señales EM a través de un medio de transmisión. Generalmente la data utilizable para una persona o aplicación no está en una forma que pueda ser transmitida por una red.

Data Analógica y DigitalLa data análoga, como el sonido hecho por

la voz humana toma valores continuos. Cuando alguien habla una onda análoga es creada en el aire. Esto puede ser capturable por un micrófono y convertido a una señal análoga o muestreada y convertida a una señal digital.

La data digital toma valores discretos, ejemplo la data almacenada en memoria de computadora, en la forma de 1s y 0s. Esta puede ser convertida a una señal digital o modulada en una señal análoga para su envío a través de un medio de transmisión.

SEÑALESUna onda seno se define matemáticamente de la siguiente manera:

)2( ftSenAtx

Amplitud Máxima

Amplitud Mínima

Amplitud en el instante t=0.861

5 periodos en un segundo Frecuencia=5Hz

T = Periodo = 0.2s

t

A

X (t) = Valor de la amplitud de la señal en el instante t.A = Amplitud o altura de la señal en cada instante (V, A, W).f = Número de ciclos por segundo.Θ = Fase de la señal, desplazamiento de la onda en el tiempoT = Tiempo que tarda una señal en completar un ciclo.λ = Distancia entre dos crestas o valles consecutivosSi: θ= /2rad, la misma señal se puede expresar como un onda coseno.

λ

Cresta

Valle

Una señal es periódica si

está formada por un patrón que se repite

continuamente y se puede

descomponer en un conjunto de ondas seno.

CODIFICACIÓNDigital / Digital0 1 0 1 1 1 0 10 1 0 1 1 1 0 1

Conversión de Digital a Digital

Es la representación de la información digital mediante una señal digital.Ej. Cuando se transmite datos desde su computadora a su impresora, tanto

Los datos originales como los transmitidos son digitales. Los unos y ceros binarios generados por una computadora, se traducen

a una secuencia de pulsos de voltaje que se pueden propagar por un cable.

CODIFICACIÓNDigital / Digital

Unipolar Polar BipolarUsa un valor de nivel.Tiene dos problemas•Una componente DC•La sincronización

CodificaciónPolar

N R Z R Z

NRZ-L NRZ-I ManchesterManchester Diferencial

Bifásica

CodificaciónBipolar

B 8 Z SSustitución de 8 ceros

(EEUU)

H D B 3Bipolar 3 de Alta Densidad

(UE y Japón)

Usa tres niveles de voltaje: Positivo, Negativo, y 0. El nivel 0 se usa para representar el cero binario. Los 1 se representan alternando valores + y -

A M IInversión de Marca Alternada

0 01 0 11 1

Tiempo

Amplitud

Tiempo

Manchester

ManchesterDiferencial

La presencia de una transición al principio del bit significa cero

0

Cero es

Uno es

Cero es

Uno es

Codificación POLAR-BIFASICA

La codificación Manchester usa la inversión en mitad de cada intervalo de bit para Sincronizar y para representar bits. Un transición de - a + representa un 1 binario, y Una transición de + a – representa un 0 binario. En la codificación Manchester diferencial, una transición significa un 0 binario, mientras la ausencia de transición significa un 1 binario. Se necesita dos cambios de señal para representar el 0 y un cambio para el 1.

0 01 0 11 01

Los unos son positivos y negativos alternadamente

Tiempo

Amplitud

Codificación BIPOLAR - AMI

AMI, significa inversión a 1 alterno, el valor neutral, cero voltio, representa el cero binario.Los unos binarios se representan alternando valores, de voltajes positivos y negativos. Se diferencia de B8ZS es cuando se encuentra 8 ó más ceros consecutivos dentro del flujo de datos. El problema de sincronizar ráfagas de ceros consecutivos se ha resuelto mejor en Europa y Japón, con H3DB, introduce cambios dentro del patrón AMI, cada vez que se encuentra cuatro ceros consecutivos.

Conversión de Analógico a Digital

ConversiónAnalógica/Digital

(codec)

Para enviar la voz humana a larga distancia, es necesario digitalizarla, porque son menos vulnerables al ruido, para ello es necesario un codec. La modulación por Codificación en Pulsos (PCM) es el más

utilizado PCM es el metodo utilizado para digitalizar voz en T1

En PCM, la señal analógica se muestrea, (se mide periódicamente), en un convertidor analógico/digital. De acuerdo a Nyquist, la

taso de muestreo debe ser al menos dos veces la frecuencia más alta.

Los valores medidos se cuantifican, se convierten en un número binario y se

decodifican en un tren de impulsos. PCM no sólo cuantifica la señal, sino que utiliza un

código para designar cada nivel en cada tiempo de muestra.

ModulaciónDigital/Analógico

Conversión de Digital a Analógico

Cuando se transmiten datos de una computadora a través de la red de Telefonía pública, es necesario convertirlos a señales analógicas,

paraque se puedan transportan por los cables telefónicos

ModulaciónDigital/Analógica

A S K F S K P S K

Q A M

ASK FSK PSK

AVc cambia para representar 1 ó 0 binario, f ^ θ permanecen ctes. Vtx es limitada por características físicas del medio de TX. Es el método más afectado por el ruido

f Vc cambia para representar 1 ó 0 binario, A ^ θ permanecen ctes. Es suceptible a las limitaciones de BW. Evita la mayor parte de los problemas de ruido de ASK

θ cambia para representar 1 ó 0 binario, A ^ f permanecen ctes. BPSK θ=0º0; θ=180º 1. Está 4PSK ó QPSK (4θ); 8PSK (8θ) No ruido ni limitaciones de banda

QAM, significa combinar ASK y PSK, de tal forma que haya un contraste máximo entre cada bit, dibit, tribit, quadbit, El término cuadratura se deriva de restricciones necesarias para el rendimiento mínimo y está relacionado con la trigonometría. La información digital está contenida en A ^ θ.

MODULACIÓN DE AMPLITUD EN CUADRATURA

El número de desplazamientos de amplitud es menor que el número de desplazamientos de fase. Debido a que los cambios de amplitud son susceptibles al ruido y requieren diferencias en el desplazamiento.

Constelación 4-QAM y 8QAM

Constelación 16-QAM

Dominio del Tiempo de una señal 8QAM

ConversiónAnalógica/Analógica

Conversión Analógico a Analógico

Es la representación de información analógica mediante una señal analógica. La radio, es utilidad familiar, es un ejemplo de una comunicación de Analógico a Analógico

ModulaciónAnalógica/Analógica

F M P MEs una alternativa a FM.

θ Vc se modula, A y f de la Vc,

permanecen constantes.

A M

La f de la onda modulada AM se mantiene constante mientras varía la A. La información está contenida en A de la onda

AM. En una estaciones de radio AM (540kHz a 1700kHz) se

necesita un BWmín de 10KHzBWAM=2BW de la señal original

Combina una señal de AF con otra de RF en el rango de 88MHz y 108MHz. A, onda modulada FM

se mantiene constante mientras varía la f. De modo que la

información está contenida en la f de la onda FM,que determina la

rapidez o lentitud con que ocurren las variaciones en la f . En una

estación de radio FM se necesita 200KHz de BW mínimo.

BWFM= 10BW de la señal original BW señal Audio en Estéreo = 15KHz (FM)

BW Señal Audio= 5KHz (AM)

Métodos de ConversiónMétodos de Conversión

Digital/DigitalDigital/Digital

Analógico/Digital

Analógico/Digital

Digital/Analógico

Digital/Analógico

Analógico/AnalógicoAnalógico/Analógico

UnipolarUnipolar

PolarPolar

BipolarBipolar

AMAM

FMFM

PMPM

ASKASK

FSKFSK

PSKPSK

QAMQAM

PAMPAM

PCMPCM

NRZRZ

Bifásica

NRZRZ

Bifásica

AMIB8ZSHDB3

AMIB8ZSHDB3

Es el conjunto de técnicas que permite la transmisión simultánea de múltiples señales a través de un único enlace de datos. Esta tecnología utilizada a menudo se hace rentable sólo cuando se comparten los enlaces. En un sistema multiplexado n dispositivos comparten la capacidad de un enlace.

MULTIPLEXACIÓN

Varios dispositivos envían sus flujos de transmisión a un multiplexor (MUX) que los combina en un único flujo (muchos a uno). El extremo receptor, el flujo se introduce en un demultiplexor (DEMUX) que separa el flujo en sus transmisiones componentes (uno a muchos) y los dirige a sus correspondientes dispositivos receptores.

Las señales se multiplexan usando tres técnicas básicas:•Multiplexacion por División de Frecuencia (FDM)•Multiplexacion por División en el Tiempo (TDM), que se divide en síncrono y asíncrono•Multiplexacion por División de Onda (WDM)

Fuente Información

CodificadorFuente

EncriptadorCodificador de Canal

Multiplexor Modulador FiltroTX

Acceso Múltiple

Decodficador

Destino Desencrip-

tadorDecodificador

Canal Demultiplex

Filtro RXDemodulad

Acceso Múltiple

Medio de Transmisión

Microonda de Satélite

Microonda Terrestre

FO / Cu

Diagrama de Bloques de un Sistema de Comunicaciones

Transductor

Destino Información

transductor

S i n c r o n i z a c i ó n

S i n c r o n i z a c i ó n

TX

RX