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Materia Primer Certamen4 de Abril 2012
Comunicaciones de Datos2012
[email protected] Quiroga Cea
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¿Qué es la transmisión deinformación?
Desde un punto de vista estrictamente intuitivo,puede decirse que la transmisión de informaciónrequiere que las señales varíen con el tiempo
El medio de transmisión puede incluir la ionosfera, latroposfera, el espacio libre o simplemente una líneade transmisión.
En todo caso se introducen la atenuación y ladistorsión, así como las señales de ruido generadasen los medios y en los equipos de transmisión yrecepción.
Las señales de ruido son cualesquiera señaleseléctricas (voltajes o corrientes) que interfieran con larecepción libre de errores de la señal portadora delmensaje.
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Sistema de comunicación
Codificador Medio detransmisión
DecodificadorDemoduladorModulador
Transmisor Canal Receptor
Entrada de información Salida de información
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Subsistemas Básicos
El subsistema central restringe el flujo de informacióny se llama canal. El canal incluye los efectos delruido aditivo, la interferencia, la propagación y ladistorsión. Es el factor limitante del rendimiento de
cualquier sistema de comunicación bien construido . El papel del transmisor es preparar la información
para enviarla de forma tal que pueda superar lomejor posible las limitaciones impuestas por elcanal.
El papel del receptor es efectuar las operacionesinversas del transmisor para recuperar la informacióncon la menor cantidad de errores posible
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Simplex
Es capaz de transmitir en un sentido y se
llama sistema de transmisión simplex (SX).
Codificador Medio detransmisión
DecodificadorDemoduladorModulador
Transmisor Canal Receptor
Entrada de información Salida de información
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Half-Duplex
Aunque la comunicación fluye en ambasdirecciones, en un momento dado el flujo deinformación es en un solo sentido.
Codificador Modulador Demodulador Decodificador
Decodificador Demodulador Modulador Codificador
Entrada deInformación
Salida deInformación
Entrada deInformación
Salida deInformación
Codec Modem Canal Modem Codec
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Full-Duplex
En este, se obtiene comunicación simultánea enambos sentidos. En todos los modelos anteriores debemos indicar
que se trabaja en pares.
Codificador Modulador Demodulador Decodificador
Decodificador Demodulador Modulador Codificador
Entrada deInformación
Salida deInformación
Entrada deInformación
Salida deInformación
Codec Modem Canal Modem Codec
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SEÑALES Y SISTEMAS
Un sistema es un grupo de objetos que pueden interactuararmónicamente y que se combinan con el propósito de alcanzar
determinado objetivo. Un sistema puede, a su vez, ser una porción (un subsistema)
de un sistema mayor. Puede establecerse una jerarquíacompleta de sistemas, cada uno con su dominio definido
Una señal es un suceso que sirve para, o al menos es capaz
de, iniciar una acción; es decir, puede incitar a la acción. Con las restricciones de energía y potencia, el interés se centraen el concepto de señal, y también en la respuestas de unsistema a una señal dada.
Señal Sistema Respuesta
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Señal
Una señal se define como una función univaluada deltiempo; es decir, a cada instante de tiempo (lavariable independiente), corresponde un valor únicode la función (la variable dependiente).
La notación compleja puede utilizarse para describirseñales en términos de dos variablesindependientes, por ejemplo, x(t) y y(t)..
Una señal eléctrica puede ser una onda de voltaje o
de corriente que puede describirsematemáticamente.
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Señales
Las señales senoidales juegan un papel primordial en elanálisis de los sistemas de comunicación. Tales señales f(t)pueden representarse como una función del tiempo t por laecuación .
Donde A es la amplitud, es la fase es la rapidez del cambio de fase o frecuencia de la
sinusoide en radianes por segundo. f también se puede expresar en ciclos por segundo (Hz),
donde 2 f
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Problemas Comunes
No hay potencia en alguna estación de la red o enla red completa resultando en una detención de lascomunicaciones.
Falla en un cable debido a un daño con laresultante interrupción en las comunicaciones.
Problemas de tierras de servicio o apantallamientolo que provoca fallas intermitentes en lascomunicaciones.
Daños electroestáticos en las puertas decomunicaciones.
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Problemas Comunes
Fallas en Software de una de las estacionesresultando en una falla de comunicaciones.
Altos niveles de interferencias
electroestaticas/electromagneticas en una delas puertas de enlaces de comunicaciones. Cargas de alto trafico en un enlace resulta en
comunicaciones intermitentes.
Fallas eléctricas o transientes a través delsistemas de comunicaciones resultan en undaño significativo.
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Problemas Comunes
El impacto de la falla puede ser variables. Sin embargo las fallas intermitentes son las
mas difíciles de encontrar.
Lo anterior debido a pueden no existirregistros de la falla y por lo tanto no estarpreparados.
Ante lo anterior se deben implementar atrapafallas.
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Comentarios Generales sobre lasfallas
Documentación es critica: La mayor cantidadde documentación respecto al cableado ylayout de los sistemas de comunicaciones se
recomienda. Lo anterior significa tenerdiagramas de cableados o numero deparámetros con sus valores disponibles pararevisión. Se debe conocer exactamente lo
que transmite cada enlace y que partecorresponde por ejemplo a otra red, o enlacede comunicaciones.
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Comentarios Generales sobre lasfallas
Reportes o Informes: Se debe tener uninforme base del sistema de comunicaciones.La idea es que sea histórico desde la
instalación hasta el día de hoy. Datos útiles son por ejemplo información de
paquetes enviados/recibidos, tasas de uso eutilización. La idea es poder comparar
manzanas con manzanas.
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Comentarios Generales sobre lasfallas
Simplificación: Se debe poder simplificar elsistema lo mas posible, se puede probarremover algunos dispositivos a medida que
estos no se utilicen. La simplificación ayudar a eliminar
potenciales puntos de falla en la red.
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Comentarios Generales sobre lasfallas
Observe las desviaciones (Watch): Enmuchos casos al comparar el estado actualde un sistema con un reporte histórico se
pueden obtener conclusiones que ayudan alfuncionamiento del sistema.
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Metodología Especifica
Los siguientes son algunos Tips que convienerecordar para enfrentar algún problema (Algunospueden ser obvios pero siempre es bueno recordar).
Revisar que todas las estaciones y dispositivos de
comunicaciones presentes en la red estén conenergia y funcionando. (Ver las luces de estadonormalmente Verde). Observe si algún dispositivo dela red aparece como muerto (Led de run).
Revisar el cableado buscando malas conexiones.
Algunas algo esta roto o suelto causando problema.Se deben revisar además las derivaciones o T deconexionado.
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Metodología Especifica
Revisar el cableado de tierra y apantallamiento. Sedebe preguntarse si algo se cambio. La resistenciadel terreno cambio por algún problema o condiciónmedioambiental.
Se conectaron nuevos dispositivos en la mismafuente de poder que puede ser la causa delproblema. Existen nuevos rangos de bancos paracontrol de factor de potencia o nuevos variadores develocidad variables fueron instalados a lo largo de la
red. Se debe revisar el apriete de los cables. Las altas
tasas de transmisión se ven afectadas críticamentepor cables mal apretados.
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Metodología Especifica
Revisar si los voltajes son correctos. Por ejemplo siel equipo es un Hub verifique que este alimentadocorrectamente. Por ejemplo si la red es de DeviceNetverificar que la caída de voltaje no es mayor que lo
permitido. Utilice las herramientas de diagnostico de hardwareque entregan las redes y de esta forma encontrarpotenciales problemas.
Verificar si existen algunos paquetes de diagnostico
que vengan como parte del sistema para ver si algúnnumero de paquetes transmitidos ha disminuido.Esto para poder comparar con los datos historicos.
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Metodología Especifica
Comenzar a remover dispositivos, siempre comenzarpor los no críticos. Por ejemplo si un PLC estaconectado al sistema pero solamente lee informaciónde la red sin interactuar se puede remover,
equivalente es un PC de se solamente lectura. En el caso de las redes ethernet utilice algunas
herramientas básicas como un ping o netstat paraidentificar los problemas que existen en la red.
Utilizar dispositivos mas sofisticados comoanalizadores de protocolo para ver que pasa con lospaquetes en la red.
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d
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Fuentes de ruido Eléctrico
Las fuentes típicas de ruido son dispositivos, los cualesproduce rápidos cambios en voltaje o corriente tales como:
1. Motores eléctricos grandes cuando parten2. Tubos de luces fluorescentes3. Altos voltajes debido a fallas eléctricas4. Equipos de soldadura Desde un punto de vista general deben considerarse tres
factores que contribuyen a la existencia de un problema deruido eléctrico. Ellos son:
1. Una fuente de ruido eléctrico
2. Un mecanismo que acopla la fuente al circuito afectado3. Un circuito sensible de transporte de las señales de
comunicaciones
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Acoplamiento Eléctrico del Ruido
Existen 4 formas de acoplar el ruido eléctricodentro de circuitos sensibles de comunicaciones dedatos.
1. Acoplamiento de impedancia (También se refierecomo acoplamiento de conductores)
2. Acoplamiento Electroestático3. Acoplamiento Magnético o Inductivo4.
Radiación de Radiofrecuencia (una combinación deefecto electroestático y magnético) La magnitudes de los problemas depende de la
frecuencia de ocurrencia.
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Acoplamiento de Impedancia
Para situaciones que 2 o mas circuitos eléctricoscomparten circuito comunes, puede existir entre ellosun acoplamiento con efectos nocivos sobre loscircuitos conectados.
Esencialmente lo que ocurre que la señal decorriente de uno de los circuitos retorna a lo largo delconductor común resultando en un error de voltaje alo largo del bus de retorno afectando a las otras
señales. El error de voltaje se debe a la capacitancia,
inductancia y resistencia del cable de retorno.
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Acoplamiento de Impedancia
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Acoplamiento de Impedancia
Obviamente el mas rápido camino a reducirlos efectos de acoplamiento de impedanciaes minimizar la impedancia en el cable de
retorno. La mejor solución es el uso de un circuito
balanceado con retornos para cada señalindividual.
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Acoplamiento de Impedancia
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Acoplamiento Electroestático o Capacitivo
Esta forma de acoplamiento es proporcionala la capacitancia entre la fuente de ruido ylas señales cableadas.
La magnitud de la interferencia depende dela razón de cambio del ruido en el voltaje y lacapacitancia entre el circuito de ruido y elcircuito de señal.
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Acoplamiento Electroestático o Capacitivo
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Acoplamiento Electroestático o Capacitivo
En la figura el voltaje-ruido esta acoplado a los cables de la señal decomunicaciones por medio de los capacitores C1 y C2 y el voltaje-ruido es producido a lo largo de la resistencia del circuito.
El tamaño del ruido-voltaje ( o error) en los cables de señal esproporcional a:
1. Al inverso de la distancia del ruido-voltaje desde cada uno de los
cables de señal.2. Longitud (y impedancia) de los cables de señal dentro del cual elruido es inducido.
3. Amplitud (o fuerza) de la señal de ruido4. Frecuencia del ruido voltaje Existen 4 metodos para reducir este tipo de ruido
1. Apantallando los cables de señal2. Separarse de la fuente de ruido3. Reducir la amplitud del ruido-voltaje (y posiblemente la frecuencia)4. Trenzando los cables de señal
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Acoplamiento Electroestático o Capacitivo
La figura siguiente nos muestra que sucede cuando una pantallaelectroestatica es instalada alrededor de los cables de señal.
Las corrientes generadas por el ruido-voltaje prefiere el flujo hacia elcamino de baja impedancia del shield (pantalla) mas que el de loscables de señal.
Si uno de los cables de señal y shield están conectados a tierra en un
punto, lo cual asegura que el shield y los cables de señal están almismo potencial, ayuda a reducir el flujo de corriente entre los cablesde señal y el shield.
El shield debe ser un material de baja resistencia tales como unaluminio o cobre.
Trenzar los cables se señal entrega una pequeña mejora en lareducción del ruido por voltaje inducido, asegurandonos que los
condensadores C1 y C2 estan cerca en valor, permitiendose unacancelación en los voltajes inducidos en uno y otro conductos. Al entregar un fabricante de cables el shield no aseguramos que la
capacitancia entre el shield y los canles de señal son iguales en valor(eliminando los voltajes inducidos por cacelación)
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Acoplamiento Electroestático o Capacitivo
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Acoplamiento Magnético o Inductivo
Este acoplamiento depende de la razón de cambiode la corriente ruido y la inductancia mutua entre elsistema de ruido y los cables de señal.
Dicho de otra forma el grado de ruido inducido por
un acoplamiento magnético dependerá de:1. Magnitud del ruido corriente2. Frecuencia del ruido corriente3. Área encerrada por los cables de señal ( a través
de la cual el campo magnético de la corrienteinducida se corta)4. Inverso de la distancia entre la fuente de
perturbación de ruido a los cables de señal.
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Acoplamiento Magnético o Inductivo
La siguiente figura nos muestra el efecto delacoplamiento magnético
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Acoplamiento Magnético o Inductivo
El camino mas fácil para reducir el voltaje producidopor el ruido causado por el acoplamiento magnéticoes el trenzado de los conductores.
Resulta en un ruido menor por la disminución del
área de cada vuelta. Hay un menor flujo magnético que se corta bajando
el voltaje inducido. Además el voltaje inducido tiende a cancelarse con
el resto de voltajes inducidos. Se asumen que los voltajes se cancela por que se
supone que los trenzados de los cables sonsimilares.
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Acoplamiento Magnético o Inductivo
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Acoplamiento Magnético o Inductivo
Otra mejora es el uso de un apantallamientomagnetico alrededor de los cables de señal.
El flujo magnético generado de las fuentes de ruidoinduce pequeñas corrientes en el campo magnético
Estas pequeñas corrientes crean un flujo magnéticocontrario a flujo original. De esta manera un menorflujo afecta nuestro circuito.
La pantalla magnética no requiere aterrizamiento.Este trabaja simplemente por estar presente. Acerosde alta permiabilidad son las mejores pantallas
magnéticas para aplicaciones especiales. Sinembargo, conductores de acero galvanizado son unaefectiva pantalla.
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Acoplamiento Magnético o Inductivo
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Radiación por Radiofrecuencia
Los voltajes contaminantes (ruido) inducidos poracoplamiento electrostático e inductivo sonmanifestaciones de campo cercano, la cual es unaradiación electromagnética cercana a la fuente del
ruido. Este tipo de interferencia es difícil de eliminar yrequiere una especial atención del aterrizamiento delos circuitos eléctricos adyacentes y la conexión atierra es solamente efectiva para circuitos próximos a
la radiación electromagnética. Los efectos de la radiación electromagnética pueden
ser controlados a menos que la fuerza del campoexceda el 1 Vol./metro
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Radiación por Radiofrecuencia
Fuerza del Campo=0.173*SQR(Potencia)/Distancia
SQR Raiz quadrada
Potencia en Kilowatt Distancia en Kilometros
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Radiación por Radiofrecuencia
Los dos mecanismos más usados paraminimizar la radiación electrogmanetica son:
1. Pantalla apropiada (hierro)
2. Condensadores para descargar los voltajesde ruido a tierra.
Conductores aterrizados en formaincompleta podían recibir en forma áreaseñales de radio para lo cual se requiereuna buena pantalla.
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Pantallas
Es importante la pantalla electrostática estesolamente aterrizada aun punto.
Más de un punto de tierra puede provocar corrientescirculantes.
La pantalla debe estar aislada para prevenir uncontacto inadvertido con múltiples puntos lo cualpodría llevar a tener puntos de tierra resultando encorrientes circulantes.
La pantalla nunca debe ser flotante ya que eso nosllevaría a permitir un acoplamiento capacitivodejando sin efecto la pantalla
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Aislación de Circuitos
Dos técnicas para aislar un circuito de otro son eluso de opto aislación y transformadores deacoplamiento.
1. El uso de la opto aislacion aísla un circuito de otropero no previene que el ruido y interferencia sea
transferida de un circuito a otro.2. El transformador de acoplamiento puede ser
preferible a la aislacion óptica cuando se tienenaltas velocidades de transiente. Existe unacoplamiento capacitivo entre Led y la base del
transistor que esta en el opto acoplador, lo quepuede permitir que los tipos de transiente pasen deun circuito a otro este no es el caso de lostransformadores de acoplamiento.
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Optoacoplador
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Transformador de Aislación
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Rendimientos de un buen apantallamiento
Usar materiales de baja resistencia para proteger losconductores de señales se considera una buena practica parareducir el acoplamiento electroestático.
Cuando comparamos apantallamientos sin protección lareducción puede variar desde por ejemplo el trenzado de cobre
que retorna una reducción de ruido de 100:1 a una cinta dealuminio con cable de drenaje que tiene una razón de 6000:1. Transar los cables para reducir el acoplamiento inductivo
reduce el ruido (en comparación a no transar en razones quevarían de 4:1 para trenzado de 4 pulgadas a 141:1 paratranzado de una pulgada para comparación colocando un cable
paralelo sin tranzar dentro de un conductor de acero solamenteda una reducción de ruido de 22:1.
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En circuitos muy sensibles con altos niveles deacoplamiento magnéticos y electroestáticos es mejorusar cables coaxiales .Un cable de doble pantallapuede dar buenos resultados para un circuito muy
sensible. Con doble apantallamiento la pantalla exterior puede
estar aterrizada a múltiples puntos para minimizar loslazos circulantes de radio frecuencia . La distancia
debiera ser seteada a intervalos de -1/8 de lalongitud de onda del ruido de radiofrecuencia.
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Espaciamiento de Cables
Hay situaciones donde hay un gran número de cables variandoen voltaje y corriente, el estándar IEEE 518-1982 fuedesarrollado para entregar un conjunto de tablas para indicar laseparación para diversos tipos de cables.
Existen cuatro niveles de clasificación de susceptibilidad para
cables. La susceptibilidad en este contexto está comprendido como unaindicación de cómo el circuito de señal puede diferenciarseentre el ruido indeseable y la señal requerida .
Por ejemplo, un estándar de comunicación físico tal como RS-232E podría tener una alta susceptibilidad y un cable de 1000volt y 200 amp AC puede tener una baja susceptibilidad.
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Niveles de Susceptibilidad
Los cuatro niveles de susceptibilidad definidos por IEEE 518-1982 son:
Nivel 1- Alto: Este está definido para señales análogas menoresde 50 volt y señales digitales menores de 15 volt. Esto podríaincluir los buses digitales lógicos y los circuitos telefónicos. Los
cables de comunicaciones de datos quedan en esta categoría. Nivel 2 - Medio: Esta categoría incluye señales análogasmayores que 50 volt y circuitos tipo switching.
Nivel 3 - Bajo: Esto incluye señales switching mayores que 50volt y señales de voltaje mayores que 50 volt. Corrientesmenores que 20 amp. También se incluyen en esta categoría.
Nivel 4 - Potencia: Esto incluye voltaje en un rango de 0-1000volt y corrientes en el rango de 20-800 amp.. Esto se aplicacircuitos AC y DC
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Niveles de Susceptibilidad
El IEEE 518 también entrega 3 diferentes situaciones cuando calculamos laseparación requerida entre los diferentes niveles de susceptibilidad. Considerando el caso específico donde un cable de alta susceptibilidad y otro
que tiene una susceptibilidad variable, la separación requerida sería comosigue:
Ambos cables contenidos en la misma escalerilla:1. Nivel 1 a Nivel 2-30 mm
2. Nivel 1 a Nivel 3 – 160 mm3. Nivel 1 a Nivel 4 – 670 mm Un cable contenido en una escalerilla y la otro en un conduit
1. Nivel 1 a Nivel 2 – 30 mm2. Nivel 1 a Nivel 3 – 110 mm3. Nivel 1 a Nivel 4 – 460 mm
Ambos cables contenidos en conduit separados
1. Nivel 1 a Nivel 2 – 30 mm2. Nivel 1 a Nivel 3 – 80 mm3. Nivel 1 a Nivel 4 – 310 mm
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Medios de Transmisión Guiados
Su capacidad de Tx depende en forma criticade la distancia y si la aplicación es punto apunto o multipunto
Nos vamos a concentrar en Tx punto a punto Los medios guiados mas utilizados son par
trenzado, cable coaxial y fibra óptica
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Par Trenzado – Descripción Física
Consiste en 2 cables de cobre ordenados en unpatrón espiral.
Cada par actúa como un enlace de comunicacionessimple
Normalmente el par va cubierto con una protecciónutilizada para agrupar más de un par El trenzado disminuye la interferencia entre pares
adyacentes Los pares cercanos tiene pequeñas diferencias en la
longitud del trenzado para reducir la interferencia Los trenzados varían de 5 a 15 cm. Los cables tienes un espesor de 0.4 a 0.9 mm.
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Par Trenzado - Aplicación
El medio más común para Tx análogas ydigitales
Aplicación en telefonía análoga y centrales
digitales PBX Redes de área local que comienzan en 10
Mbps pro hoy han llegado a 1 Gbps Es menor caros que otros medios guiados
como Fibra óptica y cable coaxial además deser mucho mas fácil de trabajar
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Par Trenzado – Características Tx
Para Tx análogas se requiere de amplificadores cada5 o 6 Km.
Para Tx digital usando señales análogas o digitalesse requieren repetidores cada 2 o 3 Km.
Comparado con otros medios guiados el partrenzado esta limitándose en distancia, ancho debanda y razón de datos
La atenuación del par trenzado es muy fuerte enfunción de la frecuencia
El medio es susceptible a las interferencias y al ruidodebido a que se acopla fácilmente con camposelectromagnéticos
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Par Trenzado – Características Tx
Se pueden tomar diversas medidas parareducir la interferencia
1. Apantallar el cable con una malla metálica
reduce la interferencia2. El trenzado del cable reduce la interferencia
de baja frecuencia3. El uso de diferentes largos de trenzado
disminuye la interferencia entre paresadyacentes
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Par UTP y STP
UTP: Unshielded twisted pair – Par trenzadono apantallado
STP: Shield twisted pair – Par trenzado
apantallado Cable UTP es el más barato pero esta sujeto
a interferencia electromagnética Cable STP tiene un mejor rendimiento ha
velocidades más altas
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Cables UTP Categoría 3 y 5
En 1991 EIA (Electronic IndustriesAssociation) publico con el código EIA-568el estándar para cableado de
telecomunicaciones en edificios comerciales Define 3 categorías de cables UTP1. Categoría 3: Asociado a hardware que
transmite hasta 16 MHz2. Categoría 4: Transmite hasta 20 MHz3. Categoría 5: Transmite hasta 100 MHz
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Comparación Cables STP y UTP
Atenuación (dB por 100 m) Interferencia (dB)
Frecuencia(MHZ)
Categoría3 UTP
Categoría5 UTP
150-OhmSTP
Categoría3 UTP
Categoría5 UTP
150-OhmSTP
1 2.6 2.0 1.1 41 62 58
4 5.6 4.1 2.2 32 53 58
16 13.1 8.2 4.4 23 44 50.4
25 - 10.4 6.2 - 41 47.5
100 - 22.0 12.3 - 32 38.5
300 - - 21.4 - - 31.3
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Par Trenzado - Categorías y clases
UTP = Unshielded twisted pair
FTP = Foil twisted pair = Laminar o Plano SSTP = Shielded screen twisted pair
Categoría 3
Clase C
Categoría 5
Clase D
Categoría5E
Categoría 6
Clase E
Categoría 7Clase F
Ancho deBanda
16 MHz 100 MHz 100 MHz 200 MHz 600 MHz
Tipo Cable UTP UTP/FTP UTP/FTP UTP/FTP SSTP
CostoEnlace
(Cat 5 =1)
0,7 1 1,2 1,5 2,2
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Cable Coaxial – Descripción Física
Consiste en 2 conductores al igual que el partrenzado pero está construido en forma diferentepara permitir operar en un rango diferente defrecuencias
Hay un conductor externo que rodea a un conductorsólido central ambos van separados por un materialdieléctrico sólido. El conductor externo va protegidopor una cubierta.
El diámetro del cable coaxial es de 1 a 2.5 cm.
Soporta distancias mayores que una líneaconductora simple y así mismo una mayor cantidadde estaciones.
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Cable Coaxial - Aplicación
El cable coaxial quizás es uno de los mas versátilesmedios de Tx porque tiene una amplia variedad deaplicaciones. Las más importantes son:
1. Distribución de televisión
2. Transmisión de telefonía de larga distancia (*)3. Redes de área local4. Antenas
(*) Un cable coaxial utilizando multiplexado pordivisión de frecuencia FDM puede manejar hasta10.000 canales de voz en forma independiente
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Cable Coaxial – Características de Tx
Sirve para Tx señales análogas y digitales Tiene características de frecuencia superiores al par
trenzado Debido a la pantalla y la construcción cilíndrica es
menos susceptible a la interferencia y alacoplamiento que el par trenzado
Los principales problemas son el ruido térmico, laatenuación y la ínter modulación.
Para señales análogas el espectro usable llega a los500 MHz y se requieren repetidores cada unos pocoskilómetros.
Para señales digitales se requiere repetidores cada 1Kilómetro.
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Fibra Óptica – Descripción Física
Una fibra óptica es un medio delgado (2 a125 µm), flexible capaz de guiar un rayoóptico. Diversos cristales y plásticos son
usados para fabricarlos. Las menores perdidas han sidos logradascon fibras silica fundida ultrapura.
Está formada por 3 secciones concéntricas,
Core (Núcleo), Cladding (Funda Óptica) yJacket (Protección)
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Fibra Óptica – Descripción Física
Core (Núcleo): Es la parte más central y tiene undiámetro en un rango de 8 a 100 µm.
Cladding (Cubierta Óptica): Es una cubierta de vidrioo plástico que tiene propiedades ópticas diferentes a
las del núcleo. La interferencia entre el Core y elCladding permite reflejar o confinar la luz que de otramanera escaparía del núcleo.
Jacket (Revestimiento): Esta compuesto de plástico
u otro material para la protección mecánica de lafibra por ejemplo polvo, humedad, etc.
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Fibra Óptica – Descripción Física
• Medidas en micrones (1millonésima de metro)
• Cabello humano tienesaproximadamente 85
micrones.
Core
Revestimiento Final
Protección Adicional
Core
Cladding
Revestimiento
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Fibra Óptica – Aplicaciones
La fibra óptica significo un punto de quiebreen la transmisión de datos y tiene un granabanico de aplicaciones debido a:
Gran Capacidad Tamaño pequeño y peso liviano Baja atenuación
Aislación Electromagnética Mayor distancia entre repetidores
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Fibra Óptica – Tamaños Típicos
Tamaños típicos disponibles (a/b):9/125 µm50/125 µm
62.5/125 µm100/140 µm200/230 µm980/1000 µm
Tamaños industriales comunes Core
a b
Cladding
Buffer
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Fibra Óptica – Mono/Multi Modo
La estructura de la fibra determina como viajala luz a través de ella.
Fibra Monomodo:
Un haz simple porla fibra
Fibra Multimodo:Multiples caminospor medio de la
fibra
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Fibra Óptica – Problemas
Desplazamiento Lateral
Desplazamiento Lineal
Desplazamiento Angular
Angulo Final
Apertura Angular
Suciedad y Terminación
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Fibra Óptica – Respuesta a Pulso
Pulso Entrada
Pulso Entrada
Pulso Entrada
Pulso Salida
Pulso Salida
Pulso Salida
A) Fibra Multimodo Índice Escalón o Paso
B) Fibra Multimodo Índice Graduado
C) Fibra MonoModo
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Fibra Óptica – Conectores Típicos
SMA
SC
FC/PC
ST
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Fibra Óptica – Fuentes de Luz
LED (850 ó 1300nm) Típicamente para
aplicaciones Multi-modo + Barata + Durables
- Ancho espectral - Velocidad Limitada
LASER (1300 ó 1550nm) Típicamente aplicación
Mono-modo - Más Cara - Corta vida útil + Estrecho ancho
espectral + Alta Velocidad
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Longitud de Onda
Normalmente la longitud de onda del haz de luz de lafibra se usa para expresar la frecuencia a que setrabaja. Pero este dato es en el vacío por lo tantopara sacar la longitud real hay que hacer un calculo.
Por ejemplo para una longitud de onda en el vacío de
1550 nm tenemos la siguiente frecuencia ƒ= c/λ = (3x108)/(1550x10-9) = 193.4 x 1012 = 193.4
THz. Con c la velocidad en el vacio. Pero en una fibra mono modo la velocidad de
propagación es ν = 2.04 x 108.
Con el dato anterior de la ƒ=193.4 THz correspondeuna longituda de onda en la fibra de λ = ν/ ƒ = (2.04 x108) / (193.4 x 1012) = 1055 nm
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Atenuación de Medios Guiados
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Medios de Transmisión No Guiados
En general los rangos de frecuencia que nos interesan son: En el rango de 1 GHz (gigahertz= 109 hertz) a 40 GHz son
conocidas como frecuencia microondas. A estas frecuencia Txaltamente direccionales son posibles a lo mismo que la Txpunto a punto. Las microondas también se utilizan en Txsatelitales
Frecuencias en el rango de 30 MHz a 1 GHz son usadas paraaplicaciones Omnidireccionales. Se habla del rango de radio.
Otra parte importantes es el rango infrarrojo que cubre de3x1011 a 2x1014 Hz y se utilizan para Tx punto a punto omultipunto en áreas o habitaciones restringidas.
Para un medio no guiado la Tx y Rx se hace por medio de unaAntena
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Antenas
Una antena puede ser definida como un conductoreléctrico o sistema de conductores usados tanto pararadiar energía electromagnética o para recolectarenergía electromagnética.
Para Tx Energía Eléctrica se convierte en Energía
Electromagnética y radiada al medio ambiente(Espacio, Aire, Agua) Para Rx se hace el proceso inverso. En una comunicación bidireccional la antena es para
Rx y Tx. Esto es posible porque se supone que la
antena tiene igual eficiencia para Tx y Rx y esto serealiza a la misma frecuencia. Una antena irradia potencia en todas direcciones
pero no necesariamente en forma equitativa
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Antenas
Para caracterizar una antena se utiliza el patrón deradiación que es una representación grafica de laspropiedades de radiación de una antena en funciónde coordenadas espaciales.
La antena ideal se conoce como Antena Isotropica. La antena isotropica se define como un punto en el
espacio que radia potencia en todas las direccionesequitativamente.
El patrón de radiación de una Antena Isotropica esuna esfera con la antena en el centro
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Antenas Parabólicas
Un tipo importante de antenas son las parabólicasreflectantes la cual se utiliza en aplicacionessatelitales y de microondas terrestres.
Se utiliza este tipo de antena por una la siguientepropiedad: Si una fuente de energíaelectromagnética (o Sonido) es colocada en el focode la paraboloide y si el paraboloide es unasuperficie reflectante las líneas podrían salir en formaparalela al eje del paraboloide
La sección cruzada del paraboloide es un circulo. En teoría existe alguna dispersión porque la fuente
de energía puede ocupar mas de un punto.
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Antenas Parabólicas
Foco
D i r e
c t i x
(A) Parábola (B) Sección de una antenaParabólica mostrando la reflexión 79
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Antenas - Ganancia
Es la medida de la direccionabilidad de una antena. Se define como la potencia de salida, en una
dirección particular comparada con el total producidoen cualquier dirección por una antena perfectaomnidireccional (Antena isotropica)
Por ejemplo si una antena tiene una ganancia de 3dB significa que mejora una antena isotropica en 3dB o por un factor de 2
Nota: G=10*log (Psalida/PIsotropica)
El incremento en la potencia radiada se hace aexpensas de la potencia en otras direcciones.
La ganancia de la antena no se refiere a mayorpotencia de salida sino a una mayordireccionabilidad.
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Antenas - Ganancia
Un concepto relacionado con la ganancia es el áreaefectiva de una antena que se relaciona con eltamaño físico y la forma de la antena.
La relación ente ganancia de antena y área efectiva
es:
portadoraondadeLongitud
) / 103(luzladeVelocidad
portadoraFrecuencia
efectivaArea
AntenaGanancia
:
44
8
2
2
2
=
×≈=
==
=
==
λ
π
λ
π
smc
f
A
G
c
A f AG
e
ee
Donde
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Antenas - Ganancia
El área efectiva de una antena ideal isotropica esλ2/4π La ganancia de la antena 1, para el caso deuna antena parabolica con una cara A el áreaefectica es 0.56 A con una ganancia de 7A/λ2
Ejemplo: Una antena parabólica tiene 2 m de diámetroy opera a 12GHz, ¿Cuál es el área efectiva de laantena y su ganancia?. Sabemos que A=π r 2=π por lo tanto Ae=0.56π . La longitud de onda λ=c/f =(3x108)/(12x109)=0.025 m. Entonces
G=(7A/λ2)=(7xπ)/(0.0025)
2
=35.186GdB=45.46 dB
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ó í
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Microondas – Descripción Física
Las microondas usan antenas parabólicas tipo plato(parabolic “dish”).
Estas antenas esta fijadas en forma rígida yfocalizadas para tener una línea de vista directa a
una antena receptora. Las antenas de microondas esta usualmente
ubicadas a alturas considerables sobre el suelo paraTx sin obstáculos físicos.
Para Tx a gran distancia se utilizan un conjunto derepetidores formando enlaces punto a punto entre lasantenas.
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ó í
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Microondas – Descripción Física
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Mi d A li i
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Microondas – Aplicaciones
Usadas para Tx a gran distancia como alternativa alcable coaxial y fibra óptica.
La microonda requiere de amplificadores masalejados entre sí al compararse con el cable coaxial yla fibra óptica pero requiere de una línea de vista
directa. Normalmente se utiliza para Tx de voz y TV. Otro punto interesante es de enlace punto a punto
entre edificios cercanos. En algunos negocios se utilizan como sistema
bypass a los servicios prestados por las compañíasde teléfonos.
Otro punto importante del uso de las microondas enla telefonía celular.
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Mi d C i i T
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Microondas – Caracteristicas Tx
Cubren una parte importante del espectoelectromagnético. Las frecuencias cumbre un rango de 1 a 40 GHz. La frecuencia mas alta implica un ancho de banda
mayor y por lo tanto una frecuencia de datos mayor. Como en cualquier sistema de Tx la principal perdidaes la atenuación que para las frecuencias de radio ymicroondas se puede expresar como:
distancia)unidad(mismaondadeLongitud
Distancia
:
4
10
2
=
=
=
λ
λ
π
d
dB
d
Log L
Donde
86
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Mi d C t i ti T
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Microondas – Caracteristicas Tx
La perdida de la formula anterior podemos ver quevaría con el cuadrado de la distancia. Para el par trenzado y coaxial la perdida varia
exponencialmente con al distancia (lineal endecibeles).
Debido a lo anterior los repetidores o amplificadoresse pueden colocar a una distancia mayor en lamicroondas entre 10 a 100 Km. son las distanciastípicas.
La atenuación se incrementa con las lluvias el efecto
es mayor sobre los 10 GHz. Otra fuente de problemas es la interferencia que
debido al crecimiento de la popularidad de lasmicroondas las áreas de traslape son peligrosas. Poresta razón la asignación de las bandas están
estrictamente reguladas.
87
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Mi d C t i ti T
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Microondas – Caracteristicas Tx
Microondas de Alta Frecuencia son utilizada paraenlaces de corta distancia entre edificios.
Las Microondas de Alta Frecuencia son menosefectivas para larga distancia debido a la atenuación
pero son mas adecuadas para cortas distancias. Pero las antenas para Altas Frecuencias son máspequeñas y baratas.
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Microondas Satelitales - Descripción
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Microondas Satelitales DescripciónFísica
Un satélite de comunicaciones es una estaciónrepetidora de microondas. Se utilizan para enlazar dos o más estaciones
terrestres de Tx/Rx de microondas.
El satélite recibe Tx en una banda de frecuencia(uplink), amplifica o repite la señas y Tx en otrafrecuencia (downlink).
Un satélite en orbita puede operar un numero debandas de frecuencia llamadas “transponder
channels”. El satélite puede realizar enlaces punto a punto o
multipuntos.
89
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Microondas Satelitales - Descripción
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c oo das Sate ta es esc pc óFísica
Satélite
EstaciónTerrestre A
EstaciónTerrestre B
Enlace Punto a Punto
Satélite
EstaciónTerrestres
EstaciónTerrestres
Enlace Multipunto
90
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Mi d S t lit l A li i
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Microondas Satelitales - Aplicaciones
Distribución de televisión Transmisión de telefonía de larga distancia. Redes privadas de negocios
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Microondas Satelitales – Tx
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Características
La frecuencia optima para Tx se encuentra en elrango de 1 a 10 GHz. Bajo 1 GHz es significativo el ruido de fuentes
naturales, incluyendo ruido galáctico, solar yatmosférico así mismo interferencia humana
proveniente de equipos electrónicos. Sobre 10 GHz la señal es fuertemente atenuada porla absorción atmosférica y las precipitaciones
Hoy día se trabaja en un rango de 5.925 a 6.425GHz para Tx desde Tierra a Satélite (uplink).
Para el enlace desde Satélite a Tierra (downlink) seusa la frecuencia en el rango de 3.7 a 4.2 GHz Esta combinación se conoce como la banda 4/6 GHz
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Microondas Satelitales – Tx
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Características
Las frecuencias de uplink y downlink son diferentes. Para una operación continua sin interferencia el
satélite no puede Tx y Rx en la misma frecuencia. La banda 4/6 GHz está en la banda optima de 1 a 10
GHz pero esta cada vez esta mas saturada. Debemos hacer notar la existencia de un retardo
(delay) importante por las largas distancias dealrededor de ¼ segundo desde una estación de Tx a
otra de Rx
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Radio Descripción Fisica
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Radio – Descripción Fisica
Una diferencia importante entre las ondas deRadio (AM, FM, etc.) y las microondas sonlas antenas, las antenas de radio sonomnidireccionales y la de microonda es
direccional. No necesita antenas de tipo parabólico o
plato. Las antenas pueden ser flexibles y no
necesariamente encontrarse montadas enforma fija.
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Radio Aplicaciones
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Radio – Aplicaciones
La “Radio” es utilizada en frecuencias queabarcan el rango desde los 3 KHz a los 300MHz.
Aquí vamos a tener las bandas de radio AM yFM. Así mismo las bandas de Tx de televisión
UFH y VHF.
Adicionalmente tenemos algunasaplicaciones de Redes de datos.
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Radio Carácterísticas de Tx
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Radio – Carácterísticas de Tx
El rango de 30 Mhz a 1 GHz es efectivo para Tx detipo “radio broadcast”. Al caso contrario de las bajas frecuencias la
ionosfera es transparente para ondas de radio sobre30 MHz.
Pero la Tx esta limitada a la línea visual y la distanciaentre los Txs no debe interferir con otros debido a lareflexión desde la atmósfera.
Al caso contrario de las altas frecuencias de la región
de las microondas las ondas de radio son menossensible a la atenuación producida por lasprecipitaciones (lluvia).
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Radio Carácterísticas de Tx
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Radio – Carácterísticas de Tx
Como en la Microondas la atenuación obedece a lamisma ecuación. Por lo tanto debido a una mayorlongitud de onda sufren una menor atenuaciónrelativa.
La principal fuente de problemas en las ondas deradio es la interferencia entre las Txs.
Reflexión en la tierra, agua , objetos naturales ohechos por el hombre pueden crear múltiples rutasentre las antenas.
El efecto anterior se puede observar cuando un aviónpasa sobre un receptor de TV el que puededesplegar múltiples imágenes.
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Infrarrojo Infrared
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Infrarrojo - Infrared
Este tipo de comunicaciones utilizan Tx/Rx(Transceivers) que modulan luz infrarroja. Los Transceivers deben estar en la línea visual entre
ellos ya sea en forma directa o vía reflexión desdealguna superficie por ejemplo las persianas de una
habitación. Una diferencia importante entre la Tx Microonda yInfrared es que esta ultima no atraviesa las paredes.
Por lo tanto los problemas de seguridad einterferencia encontradas en las microondas aquí no
se encuentran. No se requiere asignación de frecuencia y por lotanto de licencia.
98
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Propagación Inalámbrica (Wireless)
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Propagación Inalámbrica (Wireless)
La señal radiada por una antena siguealguna de las siguientes 3 rutas:
1. Terrestre (Ground Wave)
2. Cielo (Sky Wave)3. Linea Visual (Line of sight) Cada una de las anteriores va asociada a
una rango de frecuencias.
99
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Propagación Terrestre
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Propagación Terrestre
En este caso la propagación de la onda sigue mas o menos elcontorno de la tierra y puede alcanza considerables distanciasincluso mas allá de la línea del horizonte.
El efecto se encuentra en frecuencias de hasta 2 MHz. Los factores que influyen en que la onda electromagnética
siga el contorno de la tierra son por ejemplo:1. La Onda genera un corriente sobre la superficie de la tierra lacual frena un poco la onda haciendo que esta se inclineligeramente siguiendo la forma de la tierra.
2. Otro fenómeno es la difracción por la presencia de obstáculos.3. Las ondas electromagnéticas es este rango de frecuencia son
dispersadas por la atmósfera de manera ellas no penetran laatmósfera.
El ejemplo mejor conocido es la radio AM
100
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Propagación Terrestre
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Propagación Terrestre
AntenaTransmisora
AntenaReceptora
Propagación de Señal
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Propagación Atmosférica (Sky Wave)
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Propagación Atmosférica (Sky Wave)
Son como ejemplo los radioaficionados y las radiosde onda larga (BBC, etc).
En este caso una señal de una antena basada entierra es reflejada por la capa ionizada de la
atmósfera superior (Ionosfera) y devuelta a la tierra. La ionosfera actúa como un espejo, reflejando la
señal al igual que una superficie sólida. La onda viaja haciendo saltos entre la tierra y la
ionosfera. De la forma anterior la señal puede viajar cientos de
kilómetros.
102
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Propagación Atmosférica (Sky Wave)
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Propagación Atmosférica (Sky Wave)
AntenaTransmisora
AntenaReceptora
Inosfera
TierraTierra
Señal Propagada
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Propagación Línea Visual
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Propagación Línea Visual
Sobre los 30 MHz la propagación terrestre yatmosférica no funcionan y la comunicación deberealizarse por la línea visual.
Para comunicaciones satelitales la señal sobre los 30MHz no se reflejan en la atmósfera por lo que se
posibilita la comunicación satélite – estaciónterrestre. Para comunicaciones basadas en tierra el
Transmisor y el Receptor deben encontrarse en unalínea visual efectiva entre ellas.
En general las microondas siguen la curvatura de latierra por lo que se pueden desplazar mas allá de lalínea visual.
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Propagación Línea Visual
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Propagación Línea Visual
AntenaTransmisora
AntenaReceptora
TierraTierra
Señal Propagada
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Frecuencia de Bandas
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Frecuencia de Bandas
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Datos digitales señales digitales
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Datos digitales , señales digitales
Una señal es digital si consiste en una serie de pulsos detensión. Para datos digitales no hay más que codificar cadapulso como bit de datos.
En una señal unipolar ( tensión siempre del mismo signo )habrá que codificar un 0 como una tensión baja y un 1 comouna tensión alta ( o al revés ).
En una señal bipolar ( positiva y negativa ) , se codifica un 1como una tensión positiva y un 0 como negativa ( o al revés ) .
1 0 1 0 1Señal Unipolar
+V
1 0 1 0 1+V
-V
Señal Bipolar107
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Datos Digitales
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Datos Digitales
La razón de datos de una señal es la velocidad de transmisiónexpresada en bits por segundo, a la que se transmiten losdatos.
La razón de modulación es la velocidad con la que cambia elnivel de la señal , y depende del esquema de codificaciónelegido .
Un aumento de la razón de datos aumentará la razón de errorpor bit . Un aumento de la relación señal-ruido (S/N ) reduce la tasa de
error por bit . Un aumento del ancho de banda permite un aumento en la
razón de datos .
Para mejorar las prestaciones del sistema de transmisión , sedebe utilizar un buen esquema de codificación , que estableceuna correspondencia entre los bits de los datos y los elementosde señal .
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Factores de un buen sistema de
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Codificación
Espectro de la señal : La ausencia de componentes de altasfrecuencias , disminuye el ancho de banda . La presencia decomponente continua en la señal obliga a mantener unaconexión física directa ( propensa a algunas interferencias ) . Sedebe concentrar la energía de la señal en el centro de la bandapara que las interferencias sean las menores posibles .
Sincronización: para separar un bit de otro, se puede utilizaruna señal separada de reloj ( lo cuál es muy costoso y lento ) obien que la propia señal porte la sincronización, lo cuál implicaun sistema de codificación adecuado .
Detección de errores: es necesaria la detección de errores yaen la capa física .
Inmunidad al ruido e interferencias: hay códigos más robustosal ruido que otros .
Costo y complejidad : el costo aumenta con el aumento deelementos de señal .
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No retorno a Zero (NRZ)
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No retorno a Zero (NRZ)
Es el esquema más sencillo ya que se codifica un nivel detensión como un 1 y una ausencia de tensión como un 0 ( o alrevés ) .
Ventajas: sencillez , fácil de implementar , uso eficaz del anchode banda .
Desventajas : presencia de componente en continua (mantiene
nivel de tensión), ausencia de capacidad de sincronización. Se suelen utilizar en grabaciones magnéticas. Otra modalidadde este tipo de codificación es la NRZI que consiste en codificarlos bits cuando se producen cambios de tensión (sabiendo laduración de un bit , si hay un cambio de tensión , esto secodifica por ejemplo como 1 y si no hay cambio , se codificacomo 0 ) . A esto se le llama codificación diferencial . Lo que sehace es comparar la polaridad de los elementos de señaladyacentes , y esto hace posible detectar mejor la presencia deruido y es más difícil perder la polaridad de una señal cuandohay dificultades de transmisión .
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No retorno a Zero (NRZ)
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No retorno a Zero (NRZ)
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Retorno a Zero (RZ)
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Retorno a Zero (RZ)
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Manchester
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Manchester
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Datos digitales , señales análogas
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Datos digitales , señales análogas
Un ejemplo de fuente de datos digital y medio detransmisión analógico es la transmisión de datosdigitales a través de la línea telefónica empleando,por ejemplo, un módem.
Encontramos tres tipos de codificación omodulación, cada uno de los cuáles, afecta a unode los parámetros característicos de las señalesanalógicas:
1.
ASK : Afecta a la amplitud.2. FSK : Afecta a la frecuencia.3. PSK : Afecta a la fase
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Datos Analógicos / Señales Digitales
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Datos Analógicos / Señales Digitales
Para poderse transmitir por canales digitales las señalesanalógicas van a tener que sufrir un proceso de digitalización oconversión A/D. Este proceso consiste en tres pasosfundamentales:
1º: muestreo : la frecuencia a la que se toman muestras de laseñal debe ser superior a dos veces su ancho de banda parapoder reconstruirla después: ws > 2 wm.
2º: cuantificación : aproximar cada muestra por el valor detensión más cercano. Podrá ser de dos tipos: - Cuantificación lineal: Tenemos un rango de valores
distribuidos de forma uniforme para decidir cual es el valorde la señal.
- Cuantificador no lineal: Agrupa los intervalos decuantificación a lo largo del eje de forma no uniforme. 3º: codificación : el código más sencillo es el NRZ-L, pero
existen muchos otros que se usan en función del medio detransmisión.
115
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Datos Analógicos / Señales Digitales
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Datos Analógicos / Señales Digitales
El aparato que transforma los datos analógicos en digitales sedenomina codec ; las dos técnicas más importantes demodulación de los codecs son: la modulación por impulsoscodificados y la modulación delta.
Modulación por Codificación de Impulsos (PCM): es unacuantificación de los pulsos de una modulación por amplitud de
impulsos (PAM). La PAM consiste en muestrear una señal a lasuficiente frecuencia de manera que luego la señal searecuperable y representar estas muestras en la amplitud deunos pulsos de corta duración. Debido al ruido que introduce lacuantificación la señal recuperada no será exactamente laoriginal.
Modulación Delta (DM): la señal analógica se aproxima a una"escalera " que sube o baja en cada periodo Ts dependiendode si la amplitud de la señal es mayor o menor que el últimovalor de la escalera.
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Datos Analógicos / Señales Digitales
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Datos Analógicos / Señales Digitales
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Datos Análogos / Señales Análogas
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atos á ogos / Se a es á ogas
Hay varias razones para no transmitir la señalanalógica tal y como la obtenemos: para que la transmisión tenga éxito y una cierta
calidad seguramente será mejor utilizar unafrecuencia mayor, por ejemplo es imposible transmitirseñales en banda base en un medio hertziano.
la traslación en frecuencia permite la multiplexaciónque supone un mejor aprovechamiento del espectro. Las técnicas de modulación consisten en la
combinación de la señal a transmitir ( x(t) ) con otrallamada portadora ( p(t) ) para dar lugar a una tercera
señal ( s(t) ), cuyo espectro suele estar centrado entorno a la frecuencia (fc) en la que queremos situar laseñal.
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Modulación ASK
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Típicamente la señal a transmitir será : - Cero binario ® s(t)= 0. (A = 0)
- Uno binario ® s(t) = A cos (2p fct). Dependiendo del valor que le demos a la amplitud
transmitiremos uno u otro símbolo. ASK es muy sensible a cambios en la amplitud y no
es una modulación eficaz. Su uso más generalizado es en fibras ópticas; el LED
emite mucha luz o muy poca (bias ) para representarlos pulsos: si hay pulso es que estoy mandando un 1y si no lo hay es un cero.
119
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Modulación ASK
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Los dos valores binarios se representan por dos valores de amplitudde la portadora , por ejemplo s(t)=A x Cos ( 2 x pi x f x t ) simboliza el1 y s(t)= 0 simboliza el 0 . Aunque este método es muy sensible acambios repentinos de la ganancia , es muy utilizado en fibras ópticas( 1 es presencia de luz y 0 es ausencia de luz ) .
Fuent e de dat osdigitales
Señal m odulada
por amplitud
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Modulación FSK
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Los dos valores binarios están representados pordos frecuencias diferentes muy próximas a laportadora.
Cero binario ® s(t)= A cos (2p f1 t) ® f1= fc + f ' (
donde f ' es un incremento de la frecuencia ). Uno binario ® s(t)= A cos (2p f2 t) ® f2 = fc - f '. FSK es menos sensible a errores que ASK. Se usa
en radio en el intervalo comprendido entre los 3 y los
30 MHz.
121
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Modulación FSK
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En este caso , los dos valores binarios se representan por dosfrecuencias próximas a la portadora . Este método es menossensible a errores que ASK y se utiliza para mayoresvelocidades de transmisión que ASK , para transmisiones deteléfono a altas frecuencias y para LAN's con cables coaxiales .
Fuent e de dat osdigitales
Señal m oduladapor frecuencia
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Modulación PSK
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Los datos se representan mediante variaciones en la fase de la señalanalógica: - Cero p A cos ( 2pfct).
- Uno p A cos ( 2pfct + p). La fase que sumamos en PSK será diferente en función del símbolo
que queramos transmitir. Por ejemplo para QPSK ("Quadrature phase-shift keying"), se formará una constelación con 4 elementos, cada uno
representando 2 bits. Dependiendo de lo que mande metemos undesfase u otro. - 11 ®p= 45º
- 10 ®p= 135º - 00 ®p= 225º - 01 ®p= 315º
Este caso es ampliable a un número cualquiera de bits: por ejemplo,
usando ocho fases se pueden transmitir tres bits cada vez. Pero esque además cada ángulo puede tener varias amplitudes por lo que unmódem de 9600bps puede utilizar FSK de 12 ángulos con 2 posiblesamplitudes.
123
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Modulación PSK (Desplazamiento deFase)
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Fase)
En este caso es la fase de la portadora la que se desplaza. Un0 se representa como una señal con igual fase que la señalanterior y un 1 como una señal con fase opuesta a laanteriormente enviada. Utilizando varios ángulos de fase, unopara cada tipo de señal , es posible codificar más bits coniguales elementos de señal .
Fuent e de dat osdigitales
Señal moduladapor f ase
0 1 0 00 1 0 00 1 0 0
124
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Modulación Análoga
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g
La modulación consiste en combinar una señal deentrada con una señal portadora para producir unaseñal cuyo ancho de banda esté centrado en torno ala frecuencia de la portadora .
Este proceso es necesario para transmitir datos
digitales mediante señales analógicas , pero no sesabe si está justificado para transmitir datosanalógicos .
Este proceso es necesario ya que para transmitir
señales analógicas sin modular , tendríamos queutilizar enormes antenas y tampoco podríamosutilizar técnicas de multiplexación por división enfrecuencias .
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Datos Análogos / Señales Análogas
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g g
Existen varias técnicas de modulación analógica, lasmás importantes: AM, FM y PM.Modulación en Amplitud, AM: s(t) = [ 1 + u x (t) ] cos
(2pfct)]; donde u es el índice de modulación ( 0 < u < 1).
Modulación de Fase, PM: s(t) = cos (2pfct +f(t)); dondef(t) = np · x(t), siendo np el índice de modulación enfase.
Modulación de Frecuencia, FM: s(t) = cos (2pfct +f(t));
donde f' (t)= nf · x(t), siendo la nf el índice demodulación en frecuencia. Un parámetro importante esla frecuencia instantánea : f i(t) = fc + (1/2p) f' (t).
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Modulación de Amplitud
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p
Consiste en multiplicar la señal original por laportadora y de esta forma se obtiene la forma originalpero sólo utilizando los máximos y los mínimos de laseñal modulada .
De esta forma, se puede reconstruir la señal original
y se evita la utilización de enormes antenas . Hay una aproximación que utiliza sólo la mitad del
ancho de banda y se necesita menos potencia parasu transmisión .
Pero esta aproximación y otras quitan la portadora ,con lo que se pierde el poder de sincronización de laseñal .
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Modulación de Amplitud
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p
t
Sp( t ) = Ap coswptPORTADORA
Apt
Ai
Si( t ) = Ai coswitSEÑAL DE I NFORMACI ÓN
t
SAM( t )SEÑAL DE AMPLI TUD MODULADA
Ai
Ap
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Modulación en Ángulo
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Se puede hacer que la señal portadora tengacambios de fase que recreen la señal originala modular ( modulación en fase )
También que la portadora tenga cambios de
frecuencia que simulen la señal original amodular ( modulación en frecuencia - FM) . El inconveniente de estas dos modalidades
de modulación es que requieren mayor
ancho de banda que la modulación enamplitud .
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Modulación en Ángulo
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Señal Moduladora t
Señal de Fase Modulada
t
Señal de Frecuencia Modulada
t La forma de las señales de modulación de frecuencia ymodulación de fase son muy parecidas.De hecho, es imposible diferenciarlas sin tener unconocimiento previo de la función de modulación. 130
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Perturbación en la Transmisión
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AtenuaciónDistorsión de retardo
CapacitanciaRuido
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Atenuación
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La energía de una señal decae con la distancia, por lo que hayque asegurarse que llegue con la suficiente energía comopara ser captada por el circuito del receptor y además.
El ruido debe ser sensiblemente menor que la señal original (para mantener la energía de la señal se utilizan amplificadoreso repetidores).
Debido a que la atenuación varía en función de la frecuencia,las señales analógicas llegan distorsionadas, por lo que hayque utilizar sistemas que le devuelvan a la señal suscaracterísticas iniciales ( usando bobinas que cambian lascaracterísticas eléctricas o amplificando más las frecuenciasmás altas).
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Distorsión de Retardo
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Debido a que en medios guiados , lavelocidad de propagación de una señal varíacon la frecuencia , hay frecuencias que lleganantes que otras dentro de la misma señal.
Por lo anterior las diferentes componentes enfrecuencia de la señal llegan en instantesdiferentes al receptor .
Para atenuar este problema se usan técnicasde ecualización .
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Capacitancia
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La capacitancia puede deformar la señal transportada por uncable. Este parámetro es directamente proporcional a la longitud del
cable y al espesor del aislante, y produce distorsión. La capacitancia consiste en una medida de la energía (carga
eléctrica) almacenada por el cable, que incluye al aislante. Aumentar el número de hilos dentro de un haz contribuye a
aumentar la capacitancia de un hilo y de la cubierta exterior. Los equipos de pruebas de cableado pueden examinar este
parámetro para detectar si un cable presenta flexiones. Todos los tipos de cable tiene valores conocidos de
capacitancia, medida en picofaradios (pF). El cable de partrenzado utilizado en las redes debe adoptar un valorcomprendido en el rango entre 17 y 20 pF.
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Ruido
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El ruido es toda aquella señal que se inserta entre elemisor y el receptor de una señal dada . Hay diferentes tipos de ruido.
Ruido térmico debido a la agitación térmica deelectrones dentro del conductor.
Ruido de intermodulación cuando distintas frecuenciascomparten el mismo medio de transmisión ,
Diafonía se produce cuando hay un acoplamientoentre las líneas que transportan las señales.
Ruido impulsivo se trata de pulsos discontinuos depoca duración y de gran amplitud que afectan a laseñal .
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Ruido Térmico
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El ruido térmico se produce como resultado del movimientocaótico de los electrones libres, excitados térmicamente, en unmedio conductor, tal como un resistor.
La trayectoria de cada electrón en movimiento se orientaaleatoriamente, debido a las colisiones.
El efecto neto es una corriente eléctrica en el resistor que esaleatoria con valor medio cero.
En la práctica, los resistores pueden producir ligeramente másruido térmico del indicado por la anterior densidad espectral.
El aumento anterior depende de los materiales y la geometría yaquí se desprecia.
Nótese que un capacitor ideal no tiene fuente de ruido térmico
porque en un dieléctrico ideal no hay electrones libres. Por otra parte, un inductor ideal tampoco la tiene porque unconductor ideal no puede tener estructura reticulada que impidael flujo de electrones
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Fuentes de Ruido para las Antenas
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Capacidad del canal
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Se llama capacidad del canal a la velocidad a la que se puedentransmitir los datos en un canal de comunicación de datos . La velocidad de los datos es la velocidad expresada en bits por
segundo a la que se pueden transmitir los datos . El ancho de banda es aquel ancho de banda de la señal
transmitida y que está limitado por el transmisor y por lanaturaleza del medio de transmisión ( en hertzios ).
La tasa de errores es la razón a la que ocurren errores . Para un ancho de banda determinado es aconsejable la mayor
velocidad de transmisión posible pero de forma que no sesupere la tasa de errores aconsejable. Para conseguir esto , elmayor inconveniente es el ruido .
Para un ancho de banda dado W , la mayor velocidad detransmisión posible es 2W , pero si se permite ( con señalesdigitales ) codificar más de un bit en cada ciclo , es posibletransmitir más cantidad de información .
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Capacidad del Canal
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La formulación de Nyquist nos dice que aumentado los nivelesde tensión diferenciables en la señal , es posible incrementar lacantidad de información transmitida .
C= 2W log2 M El problema de esta técnica es que el receptor debe de ser
capaz de diferenciar más niveles de tensión en la señal recibida, cosa que es dificultada por el ruido . Cuanto mayor es lavelocidad de transmisión , mayor es el daño que puedeocasionar el ruido .
Shannon propuso la fórmula que relaciona la potencia de laseñal ( S ) , la potencia del ruido ( N ) , la capacidad del canal (C ) y el ancho de banda ( W ) .
C = W log2 ( 1+S/N ) Esta capacidad es la capacidad máxima teórica de cantidad de
transmisión , pero en la realidad , es menor debido a que no seha tenido en cuenta nada más que el ruido térmico .
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Capacidad del Canal
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Interfaces
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Generalmente, los computadores y terminales no estáncapacitados para transmitir y recibir datos de una red de largadistancia , y para ello están los módem u otros circuitosparecidos.
A los terminales y computadores se les llama DTE y a loscircuitos ( módem ) de conexión con la red se les llama DCE .
Los DCE se encargan de transmitir y recibir bits uno a uno . Los DTE y DCE están comunicados y se pasan tanto datos de
información como de control . Para que se puedan comunicar dos DTE hace falta que ambos
cooperen y se entiendan con sus respectivos DCE .
También es necesario que los dos DCE se entiendan y usen losmismos protocolos .
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Interfaces
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La interfaz entre el DCE y el DTE debe de tener unaconcordancia de especificaciones : De procedimiento : ambos circuitos deben estar
conectados con cables y conectores similares .
Eléctricas : ambos deben de trabajar con los mismosniveles de tensión . Funcionales : debe de haber concordancia entre los
eventos generados por uno y otro circuito .
Los módem se conectan con el computador a travésde una puerta de comunicaciones del primero.
Estos puertos siguen comúnmente la norma RS232.
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Interfaces
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A través del cable RS232 conectado entre computador y módem(Externo) estos se comunican. Hay varios circuitos independientes enel interfaz RS232. Dos de estos circuitos, el de transmitir datos (TD), yel de recibir datos (RD) forman la conexión de datos entre PC yMódem. Hay otros circuitos en el interfaz que permiten leer y controlarestos circuitos.
Vamos a ver como se utilizan estas señales para conectarse con elmódem: DTR (Data Terminal Ready). Esta señal indica al módem que el PC
está conectado y listo para comunicar. Si la señal se pone a OFFmientras el módem esta en on-line, el módem termina la sesión ycuelga el teléfono.
CD (Carrier Detect).El módem indica al PC que esta on-line, es decirconectado con otro módem.
RTS (Request to send).Normalmente en ON. Se pone OFF si elmódem no puede aceptar más datos del PC, por estar en esosmomentos realizando otra operación.
CTS(Clear to send).Normalmente en ON. Se pone OFF cuando el PCno puede aceptar datos del módem.
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Control del Enlace de Datos
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Las técnicas de sincronización y transmisión de lainterfaz son insuficientes, pueden existir errores. El receptor necesita regular la velocidad de
recepción de datos. Se necesita un protocolo decontrol del enlace de datos.
El control del flujo posibilita que el receptor regule elflujo de los datos enviados por el emisor. La detección de errores se implementa mediante
códigos añadidos a los datos. El control de errores se lleva a cabo mediante la
retransmisión de las tramas dañadas, debido a laausencia de confirmación, o a que desde el otroextremo se solicita la retransmisión.
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Requisitos Conexión Efectiva
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Sincronización de trama: a nivel de bit, y a nivel de trama. Control de flujo: el emisor no debe enviar a más velocidad de laque la estación receptora pueda absorber.
Control de errores: se deben corregir los errores introducidospor el sistema de transmisión.
Direccionamiento: se deben identificar las estacionesinvolucradas en la transmisión.
Datos y control sobre el mismo enlace: se debe discernir qué escontrol y qué son datos.
Gestión del enlace: el inicio, mantenimiento y conclusión delintercambio de datos requiere de una serie de procedimientos.
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Control de Flujo
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Es una técnica para que el emisor nosobrecargue al receptor al enviarle más datosde los que pueda procesar.
El receptor tiene un buffer (memoria) de una
cierta capacidad para ir guardando los datosrecibidos y tras procesarlos, enviarlos acapas superiores.
Vamos a suponer que todas las tramas
recibidas llegan con un poco de retardo perosin errores y sin adelantarse unas a otras .
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Transmisión con y sin Error
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Control de Flujo Mediante Parada yEspera
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p
Consiste en que el emisor envía una trama y al serrecibida por el receptor , éste ( el receptor ) confirmaal emisor ( enviándole un mensaje de confirmación )la recepción de la trama.
Este mensaje recibido por el emisor es el que le
indica que puede enviar otra trama al receptor. De esta forma , cuando el receptor esté colapsado (
el buffer a punto de llenarse ) , no tiene más quedejar de confirmar una trama y entonces el emisoresperará hasta que el receptor decida enviarle elmensaje de confirmación ( una vez que tengaespacio en el buffer ) .
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Control de Flujo Mediante Parada yEspera
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p
Este sistema es el más eficaz para que no hayaerrores y es el más utilizado cuando se permitentramas muy grandes.
Es normal que el emisor parta las tramas en máspequeñas para evitar que al ser una trama de largaduración , es más probable que se produzca algúnerror en la transmisión.
También no se suele permitir que un emisor acaparela línea durante mucho tiempo ( para poder transmitiruna trama grande ) .
Otro problema adicional es que se infrautiliza la líneaal estar parada mientras los mensajes del receptorllegan al emisor .
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Control de Flujo Mediante Parada yEspera
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Control de Flujo Mediante VentanaDeslizante
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El problema de que sólo hay una trama cada vez en tránsito porla red se soluciona con este sistema de ventanas deslizantes . En este sistema , el receptor y el emisor se ponen de acuerdo
en el número de tramas que puede guardar el receptor sinprocesar ( depende del tamaño del buffer ) .
También se ponen de acuerdo en el número de bits a utilizar
para numerar cada trama ( al menos hay que tener un númerode bits suficientes para distinguir cada una de las tramas quequepan en el buffer del receptor ).
Por ejemplo , si en el buffer del receptor caben 7 tramas , habráque utilizar una numeración con 3 bits ( 23 = 8 > 7 ) .
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Control de Flujo Mediante VentanaDeslizante
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El emisor transmite tramas por orden ( cada trama vanumerada) hasta un máximo de el número máximo de tramasque quepan en el buffer del receptor ( en el ejemplo , 7 ).
El receptor irá procesando las tramas que le lleguen yconfirmando que admite tramas a partir de una dada ( hasta unmáximo de 7 en el ejemplo ).
Por ejemplo , si ha procesado hasta la trama 5 , confirmará elnúmero 6 ( es decir , que puede procesar las tramas 6 , 7 , 0 , 1,2 , 3 y 4 ) .
Al recibir el emisor la confirmación de la trama 6 , emitirá todaslas que no haya transmitido desde la 6 hasta la 4 ( 6 , 7 , 0 , 1 ,2 , 3 y 4 ) . Por ejemplo , se ya había enviado la 6 , 7 , 0 y 1 ,sabe que puede enviar la 2 , 3 y 4 .
Existe la posibilidad de indicarle al emisor la confirmación detramas recibidas y prohibirle el envío de más tramas ( con elmensaje de Receptor No Preparado )
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Control de Flujo Mediante VentanaDeslizante
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Cuando las dos estaciones son emisoras yreceptoras, se pueden utilizar dos ventanas porestación , una para el envío y otra para la recepción.
Se puede utilizar la misma trama para enviar datos y
confirmaciones, mejorando así la utilización delcanal. Este sistema de transmisión es mucho más eficiente
que el de parada y espera, ya que pueden habermás de una trama a la vez en las líneas detransmisión ( en el de parada y espera sólo puedehaber una trama a la vez ) .
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Control de Flujo Mediante VentanaDeslizante
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(a) Perspectiva Transmisor
(b) Perspectiva Receptor
Tramas realmente TransmitidasVentana de tramas que
Pueden ser Tx´s
Tramas almacenadashasta reconocimiento
NumeroSecuencia
Frame
Ultimo FrameReconocido
Ultimo FrameTransmitido
Ultimo FrameReconocido
Ultimo FrameRecibido
Ventana de tramas quePueden ser AceptadasTramas realmente Recibidas
Ventana se expande
A medida que ACK sonrecibidos
Ventana se expandeA medida que ACK son
enviados
Ventana comienza
Dependiendo de losFrames enviados
Ventana comienzaDependiendo de los
Frames recibidos154
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Control de Flujo Mediante VentanaDeslizante
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Detección de errores
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Las limitaciones y defectos de las líneas de transmisión haceque puedan modificarse los bits de la trama. Dada una trama de bits se añaden bits adicionales por el
transmisor para formar un código con capacidad para detectarerrores ( este código señala si se ha cambiado algún bit en elcamino y debe de ser conocido e interpretado tanto por el
emisor como por el receptor). El código se calcula en función de los otros bits a transmitir. El receptor realizará el mismo cálculo y comparará los
resultados. Se detectará un error si y solo si los dos resultados no
coinciden. Cuanto mayor es la trama que se transmite, mayor es la
probabilidad de que contenga algún error.
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Comprobación de paridad
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Se añade un bit de paridad al bloque dedatos. Por ejemplo , si hay un número par de bits 1 ,
se le añade un bit 0 de paridad.
Si son impares , se le añade un bit 1 deparidad. Pero puede ocurrir que el propio bit de
paridad sea cambiado por el ruido o incluso
que más de un bit de datos sea cambiado ,con lo que el sistema de detección fallará .
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Comprobación de redundancia cíclica(CRC)
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Dado un bloque de n bits a transmitir , elemisor le sumará los k bits necesarios. Lo anterior para que n+k sea divisible ( resto
0 ) por algún número conocido tanto por elemisor como por el receptor .
Este proceso se puede hacer bien porsoftware o bien por un circuito hardware (más
rápido ) .
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Comprobación de redundancia cíclica(CRC)
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Una segunda forma de ver el proceso de CRC es expresartodos los valores como polinomios de una variable X.
Si Mensaje=M=110011, se tendrá M(X)=X^5+X^4+X+1. El patrón P se elige de longitud de un bit más que la FCS
deseada. El bit más significativo y el menos significativo debende ser 1.
Es frecuente utilizar alguna de las definiciones siguientes parael patrón P(X): CRC-12 = X12 + X11 + X3 + X + 1 CRC-16 = X16 + X15 + X2 + 1 CRC-CCITT = X16 + X12 + X5 + 1 CRC-32 = X32 + X26 + X23 + X22 + X16 + X12 + X11 + X10
+ X8 + X7 + X5 + X4 + X2 + X + 1
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Control de errores
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Se trata en este caso de detectar y corregirerrores aparecidos en las transmisiones .Puede haber dos tipos de errores : Tramas perdidas : cuando una trama enviada
no llega a su destino . Tramas dañadas : cuando llega una trama con
algunos bits erróneos .
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Técnicas para Control de Errores
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Detección de errores: discutida antes. Confirmaciones positivas : el receptor devuelve unaconfirmación de cada trama recibida correctamente.
Retransmisión después de la expiración de unintervalo de tiempo : cuando ha pasado un cierto
tiempo , si el emisor no recibe confirmación delreceptor , reenvía otra vez la trama.
Confirmación negativa y retransmisión : el receptorsólo confirma las tramas recibidas erróneamente , y
el emisor las reenvía . Todos estos métodos se llaman ARQ ( solicitud derepetición automática )
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ARQ con parada y espera
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Se basa en la técnica de control de flujo de parada-y-espera .Consiste en que el emisor transmite una trama y hasta que norecibe confirmación del receptor , no envía otra . Puede ocurrirque : Perdida de Trama en la Transmisión: La trama no llegue al
receptor , en cuyo caso , como el emisor guarda una copiade la trama y además tiene un reloj , cuando expira un cierto
plazo de tiempo sin recibir confirmación del receptor ,reenvía otra vez la trama . Perdida de Reconocimiento de Trama: La trama llegue al
receptor deteriorada , en cuyo caso no es confirmada comobuena por el receptor . Pero puede ocurrir que el receptorconfirme una trama buena pero la confirmación llegue al
emisor con error , entonces , el emisor enviaría otra vez latrama . Para solucionar esto , las tramas se etiquetan desde0 en adelante y las confirmaciones igual .
Es una técnica sencilla y barata pero poco eficiente.
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ARQ con parada y espera
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ARQ con adelante-atrás-N
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Se basa en la técnica de control de flujo con ventanasdeslizantes.
Cuando no hay errores , la técnica es similar a las ventanasdeslizantes , pero cuando la estación destino encuentra unatrama errónea , devuelve una confirmación negativa y rechazatodas las tramas que le lleguen hasta que reciba otra vez latrama antes rechazada , pero en buenas condiciones .
Al recibir la estación fuente una confirmación negativa de unatrama , sabe que tiene que volver a transmitir esa trama y todaslas siguientes . Si el receptor recibe la trama i y luego la i+2 ,sabe que se ha perdido la i+1 , por lo que envía al emisor unaconfirmación negativa de la i+1 .
La estación emisora mantiene un temporizador para el caso de
que no reciba confirmación en un largo periodo de tiempo o laconfirmación llegue errónea , y así poder retransmitir otra vezlas tramas .
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ARQ con rechazo selectivo
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Con este método , las únicas tramas que se retransmiten sonlas rechazadas por el receptor o aquellas cuyo temporizadorexpira sin confirmación.
Este método es más eficiente que los anteriores. Para que esto se pueda realizar , el receptor debe tener un
buffer para guardar las tramas recibidas tras el rechazo de una
dada , hasta recibir de nuevo la trama rechazada y debe de sercapaz de colocarla en su lugar correcto ( ya que deben de estarordenadas ) .
Además el emisor debe de ser capaz de reenviar tramas fuerade orden.
Estos requerimientos adicionales hacen que este método seamenos utilizado que el de adelante-atrás-N .
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COMPRESION DE DATOS
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La compresión de datos observa bloquesrepetitivos de datos y los envía receptorforma de palabras codificadas. Cuando elreceptor recibe el paquete lo decodifica y
forma el bloque de datos original. Son dos las técnicas usadas para hacer máseficaces los movimientos de datos entrelocales remotos :
COMPRESIÓN LÓGICA COMPRESIÓN FÍSICA
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COMPRESION LÓGICA
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Se debe procurar reducir al máximo unvolumen de datos almacenados . Esta reducción , en verdad resulta de la
eliminación de los campos redundantes y de
un uso de la menor cantidad de indicadoreslógicos posibles para los campos restantes.
Un dato puede ser comprimido usando
representación numérica y representaciónbinaria (esta es la más recomendada ).
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COMPRESIÓN FÍSICA
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Son varias las técnicas utilizadas, como lasustitución de caracteres repetidos por uncomando capaz de expandirlos en la otraextremidad , o hasta la aplicación de un
algoritmo que resulte menos los datos atransmitir. Codificación Relativa Compresión Estadística
MNP7 CCITT V.42 bis
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COMPRESIÓN FÍSICA
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Codificación Relativa : Usado de forma eficaz enfilas secuenciales en un flujo original convariaciones muy pequeñas entre una y otra , ocuando las secuencias puedan ser quebradas enpadrones relativos a cada uno de ellos.
Compresión Estadística : Hay códigos con elobjetivo de reducir el tamaño de código usado pararepresentar los símbolos del alfabeto (como el"Codigo HUFFMAN" , etc). Otros métodos son el
MNP (Microcom Networking Protocol) que sirvenpara compresión estadística.
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COMPRESIÓN FÍSICA
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MNP7 : Usa un modelo MARKOV de primer orden , parapredecir la probabilidad de ocurrencia de un carácter , conbase en un carácter previo , y ejecuta la codificaciónHUFFMAN auto adaptable en un flujo de datos , además decomprimir flujos de caracteres duplicados.
CCITT V.42 bis : Tiene como base la cadena LEMPEL-ZIV.
Aquí una cadena que varia de 2 a 4 caracteres comprimidos ,es intercambiada por un código originado en la construcciónde un diccionario que contiene 512 o más cadenas de texto depalabras claves asociadas . En un receptor los códigos sonanalizados y decodificados con base en la composición de lascadenas de un diccionario mantenido en el receptor .
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COMPRESIÓN FÍSICA
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Compresión nula. Reemplaza una serie deespacios en blanco mediante un código decompresión, seguido por un valor querepresenta el número de espacios.
Compresión de longitud en ejecución (run- length compression). Expande la técnicaanterior mediante la compresión de cualquierserie repetida de cuatro o más caracteres. La
serie se reemplaza con un código decompresión y un valor que representa elnúmero de caracteres que hay que repetir.
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COMPRESIÓN FÍSICA
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Codificación de palabras clave (Key-word compression). Creauna tabla con valores que representa conjuntos usuales decaracteres. Con frecuencia palabras tales como para o el opares de caracteres como ch o in se representan mediantetestigos especiales utilizados para el almacenamiento otransmisión de estos caracteres.
Método estadístico de Huffman. Esta técnica de compresión
asume que existe una cierta regularidad en la distribución decaracteres. En otras palabras, algunos caracteres aparecenmás que otros. La mayor frecuencia en la aparición del carácterdetermina un menor conjunto de bits para su codificación. Secrea una tabla que almacena el esquema de codificación. Secrea una tabla que almacena el esquema de codificación y, enel caso de una transmisión de datos, esta tabla puede ubicarseen un modem receptor, que así sabe como decodificar loscaracteres.
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Resumen Compresión
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La compresión de datos se ha convertido en un aspecto a teneren cuenta.
Cada vez mas con la multimedia, vídeo, inclusión de imágenesen documentos y otras.
La compresión de datos realiza básicamente un apiñamiento delos datos, de modo que así éstos necesitan menos espacio de
almacenamiento en disco, además de menos tiempo detransmisión durante una transferencia de archivos. Las técnicas de compresión aprovechan el hecho de que en los
datos codificados digitalmente existen muchas repeticiones. Se produce un reemplazamiento de la información repetida
mediante un símbolo o código que representa la mismainformación utilizando menos espacio