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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAUNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA

“ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ

Canales de Transmisión

de datosProfesor:Ing. Romero Henry

Integrantes:Hernández DiveanaC.I.: 19.157.291Mendoza RemyC.I.:19.419.823

Se define como el medio por el cual son transmitidos los datos contenidos en una señal desde un punto a otro.

Los medios de transmisión se clasifican en confinados y no confinados. En ambos casos, la comunicación se lleva a cabo con ondas electromagnéticas.

En los medios confinados las ondas se confinan en un medio sólido, como por ejemplo:

par trenzado cable coaxial fibra óptica

Canales de transmisión

Ejemplos de medios no confinados son la atmósfera o espacio exterior, que proporcionan un medio de transmitir las señales pero sin confirmarlas; este tipo de transmisión se denomina inalámbrica Dentro de éstas están:

Canales de transmisión

Telefonía celular

Satélites

Antenas

Velocidad de Transmisión:Mide la distancia a la cual una señal de bit puede viajar a través de un medio en un segundo. Dicha velocidad depende del medio y la frecuencia de la señal, por ejemplo: La luz se propaga en el vacío con una velocidad de 3x m/s. Es casi la misma en un cable de par trenzado, sin embargo en los cables coaxiales y de fibra óptica es de 2xm/s para frecuencias en un rango de MHz a GHz.

Ancho de banda:El ancho de banda es la capacidad de transmitir información a través de un canal determinado.

Capacidad de transmisión de un canal

Ejemplos:

Capacidad de transmisión de un canal

Los cables telefónicos se consideran un canal de ancho de banda reducido

Los medios de ancho de banda grande la (televisión, vídeo)

La fibra óptica, pero parece ser que está cerca de una capacidad de 1 billón de bps; esto implica una velocidad doscientas mil veces mayor que la del par telefónico.

Perturbaciones en la transmisión

Ruido: Son todas las señales que se agregan a la señal transmitida en el sistema de transmisión y que son indeseables.Puede ser:

RUIDO TERMICO: debido a la agitación térmica de los electrones. No se puede eliminar.

Se puede calcular mediante la formula:

N = 10 logk + 10log T + 10log Bk=Boltzmann´s constant=1.3803x10-23 J/°K N:Densidad de Potencia del RuidoT: Temperatura Absoluta (K)B: Ancho de Banda

Perturbaciones en la transmisiónEjemplo


Ruido: RUIDO DE INTERMODULACION: debido a la aparición

de señales des distintas frecuencias en el mismo medio de transmisión.

DIAFONIA: se origina por acoplamientos no deseados entre las líneas que transportan las señales. Ejemplo: Al usar el teléfono y escuchar otra conversación

RUIDO IMPULSIVO: es no continuo y esta constituido por picos o pulsos de corta duración y amplitud grande. Se generan por gran diversidad de causas como por

ejemplo, perturbaciones electromagnéticas producidas por tormentas electromagnéticas, fallos y defectos en los sistemas de comunicación.

Atenuación:Se define como la pérdida de potencia sufrida por la señal al transitar por cualquier medio de transmisión.Se puede determinar por la ecuación:


dBP

PN f

2

110log10

Donde P1 y P2 representan la potencia de la señal en los puntos 1 y 2


Distorsión por retardo:Junto con el ruido, la distorsión es otra fuente de errores en la transmisión de datos. Ocurre cuando una señal se retrasa más a ciertas frecuencias que a otras. Si un método de transmisión de datos comprende datos transmitidos a dos frecuencias distintas, los bits transmitidos a una frecuencia pueden viajar ligeramente más rápido que los transmitidos en la otra. Existe un dispositivo llamado igualador (o ecualizador) que compensa tanto la atenuación como la distorsión por retraso.


La velocidad es mayor cerca de la frecuencia central y menor en las orillas de la banda.

Por lo tanto algunos componentes de frecuencia de una señal llegan al receptor en tiempos diferentes, dando lugar a desplazamientos en fase entre las diferentes frecuencias

Señales analógicas y digitales

• Una señal analógica, es una onda electromagnética propagada a través de diferentes medios, dependiendo de su espectro.

• Una señal digital, es una secuencia de pulsos de voltaje transmitido a través de un medio guiado.

En un sistema de comunicaciones, los datos son propagados de un punto a otro a través de señales eléctricas.


Características de la transmisión Analógica

• Después de cierta distancia, la señal analógica pierde potencia (atenuación).

• Es necesario el uso de amplificadores.• Al usar amplificadores para la señal amplifican también el

ruido.

Características de la transmisión Digital


• En este tipo de transmisión el contenido de la señal es de vital importancia.

• Al transmitir una señal digital, el problema de atenuación es resuelto con repetidores.

• El repetidor recupera los datos digitales de la señal analógica y genera una nueva señal analógica; de esta manera el ruido no se acumula.

•La ventaja principal de la transmisión digital es la inmunidad al ruido. Las señales analógicas son más susceptibles que los pulsos digitales a la amplitud no deseada, frecuencia y variaciones de fases.•Se prefieren a los pulsos digitales por su mejor procesamiento y multicanalizaciones que las señales analógicas. Los pulsos digitales pueden guardarse fácilmente, mientras que las señales analógicas no pueden.•Los sistemas digitales utilizan la regeneración de señales, en vez de la amplificación de señales, por lo tanto producen un sistema más resistente al ruido que su contraparte analógica.•Las señales digitales son más sencillas de medir y evaluar.

Ventajas de la transmisión Digital


Señal analógica Señal digital

Datos analógicos Hay dos alternativas: (1) La señal ocupa el mismo espectro que los datos analógicos (2) Los datos analógicos se codifican ocupando una porción distinta del espectro.

Hay dos alternativas: (1) La señal ocupa el mismo espectro que los datos analógicos (2) Los datos analógicos se codifican ocupando una porción distinta del espectro.

Datos digitales

Los datos digitales se codifican usando un módem para generar una señal analógica

Hay dos alternativas: (1) La señal consiste en dos niveles de tensión que representan valores binarios. (2) Los datos digitales se codifican para producir una señal digital con las propiedades deseadas.

Según los Datos de Entrada:

Transmisión analógica y digital

Según el Procesamiento de la Señal :Transmisión Analógica Transmisión Digital

Señal Analógica

Se propaga a través de amplificadores; se trata de igual manera si la señal se usa para representar datos analógicos o digitales.

Se supone que la señal analógica representa datos digitales. La señal se propaga a través de repetidores; en cada repetidor, los datos digitales se obtienen de la señal de entrada y se usan para regenerar una nueva señal analógica de salida.

Señal Digital No se usa. La señal digital representa una cadena de unos o ceros, los cuales pueden representar datos digitales o pueden ser resultados de la codificación de datos analógicos. La señal se propaga a través de repetidores; en cada repetidor se recupera la cadena de unos y ceros de la señal de entrada, a partir de los cuales se genera la nueva cadena de salida.

Transmisión analógica y digital

Nyquist determino que la máxima velocidad alcanzable para un ancho de banda dado es dos veces dicho ancho de banda si no existe ruido. Esto es

FS = 2 FM Donde :FS es la frecuencia de la señal de muestreo FM es la frecuencia máxima de la señal de información.

Si se tienen señales de más de dos niveles, es decir que cada elemento de las señales representa más de un bit, la fórmula de Nyquist resulta

C = 2 B log2Mdonde M es la cantidad de niveles.B es el ancho de banda

Velocidad de Señalización de Nyquist

Capacidad del canal de ShannonClaude Shannon después de la investigación de Nyquist estudio

el como el ruido afecta a la transmisión de datos. Shannon tomo en cuenta la razón señal-a-ruido del canal de transmisión(medido en decibeles o dB) y derivo el teorema de Capacidad de Shannon.

C = B (1+SNR) bps ; donde

C es la capacidad del canal en bpsB es el ancho de banda del canal en HzSNR es la relación señal a ruido

log2

El teorema de Shannon-Hartley nos dice que es posible transmitir información libre de ruido siempre y cuando la tasa de información no exceda la Capacidad del Canal, Por ejemplo:

Capacidad del canal de Shannon

Espectro electromagnético para las telecomunicaciones

MEDIOS DE TRANSMISION

Una forma simple de definir un medio de transmisión podría ser:

«Es el medio físico a través del cual viaja la señal desde el Transmisor

hasta el Receptor»


SE CLASIFICAN EN:

Guiados: Son los que proporcionan un camino físico a lo largo de la transmisión. Ejemplo: Par trenzado, fibra óptica, cables coaxiales

En este tipo de medio, la capacidad de transmisión o ancho de banda depende drásticamente de la distancia y de si el medio se usa para enlace punto a punto o por el contrario enlace multipunto, como por ejemplo en las redes de área local (LAN).


Un medio guidado de transmisión puede ser punto a punto o multipunto.

Punto a punto, si se provee un enlace directo entre 2 dispositivos y estos son los únicos dispositivos que comparten el medio.


Multipunto, cuando más de dos dispositivos comparten el medio.


La capacidad de transmisión en términos de velocidad de transmisión o ancho de banda, depende de la atenuación.


Características de transmisión de medios guiados punto a punto

No Guiados: Inalámbricos, no confinan la información a un espacio definido. Utilizan el aire, mar o tierra como medio de transmisión.


Medios De Transmisión Guiados

CABLE PAR TRENZADO

El cable de par trenzado es una forma de conexión en la que dos aisladores son entrelazados para tener menores interferencias.El uso del trenzado tiende a reducir las interferencias electromagnéticas (diafonía), entre los pares adyacentes dentro de una misma envoltura.

La interferencia electromagnética de dispositivos tales como motores podrían originar ruidos en los cables, si los dos cables son paralelos, el cable mas cercano a la fuente del ruido tiene mas interferencia y termina con un nivel de tensión mas alto que el cable que esta mas lejos



Sin embargo los dos cables están trenzados entre si en intervalos regulares, cada cable esta cerca de la fuente del ruido durante la mitad del tiempo y lejos la otra mitad del tiempo, por tanto el efecto acumulativo de la interferencia es igual en ambos casos

ESTRUCTURA DEL CABLEEl cable está compuesto, por un conductor interno que es de alambre electrolítico recocido, de tipo circular, aislado por una capa de polietileno coloreado. Debajo de la aislación coloreada existe otra capa de aislación también de polietileno, que contiene en su composición una sustancia antioxidante para evitar la corrosión del cable.


Medios De Transmisión GuiadosLos colores del aislante están estandarizados, en el caso del multipar de cuatro pares (ocho cables), y son los siguientes:

•Blanco-Naranja•Naranja•Blanco-Azul•Azul•Blanco-Verde•Verde•Blanco-Marrón•Marrón


TIPOS DE PAR TRENZADO

Cable de par trenzado apantallado (STP)

En este tipo de cable, cada par va recubierto por una malla conductora que actúa de pantalla frente a interferencias y ruido eléctrico. Su impedancia es de 150 ohm.

Características:• costoso • requiere más instalación. • La pantalla del STP, para que sea más eficaz, requiere una

configuración de interconexión con tierra • con el STP se suele utilizar conectores RJ-49. • Es utilizado generalmente en las instalaciones de procesos de

datos por su capacidad y sus buenas características contra las radiaciones electromagnéticas, pero el inconveniente es que es un cable robusto, caro y difícil de instalar.

Cable de par trenzado apantallado (STP) Shielded Twisted Pair


Cable de par trenzado con pantalla global (FTP): Foiled Twisted PairEn este sus pares no están apantallados, pero sí dispone de una pantalla global para mejorar su nivel de protección ante interferencias externas. Su impedancia característica típica es de 120 ohmios .Tiene un precio intermedio entre el UTP y STP.



Cable par trenzado no apantallado (UTP) Unshielded Twisted PairEl cable par trenzado más simple y empleado, sin ningún tipo de pantalla adicional y con una impedancia característica de 100 ohmios. • Ha sido mejor aceptado, por su costo accesibilidad y fácil instalación. • Dos alambres de cobre torcidos aislados con plástico PVC han demostrado un buen

desempeño en las aplicaciones • A altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias electromagnéticas

del medio ambiente. • El UTP es el más utilizado en telefonía.



Existen actualmente 7 categorías dentro del cable UTP:

Categoría 1: especialmente diseñado para redes telefónicas, alcanzan como máximo velocidades de hasta 4 Mbps.

Categoría 2: Utilizado en algunas redes antiguas Apple-Talk

Categoría 3: Es utilizado en redes de ordenadores de hasta 16 Mbps. de velocidad y con un ancho de banda de hasta 16 Mhz. Categoría 4: Está definido para redes de ordenadores tipo anillo como token ring con un ancho de banda de hasta 20 Mhz y con una velocidad de 20 Mbps.

Medios De Transmisión GuiadosUSOS DEL PAR TRENZADO UTP

Categoría 5: Es un estándar dentro de las comunicaciones en redes LAN. Es capaz de soportar comunicaciones de hasta 100 Mbps. con un ancho de banda de hasta 100 Mhz.

Categoría 5e: Es una categoría 5 mejorada. Minimiza la atenuación y las interferencias. Esta categoría no tiene estandarizadas las normas aunque si esta diferenciada por los diferentes organismos. La velocidad de transmisión es de 100Mhz Categoría 6: No esta estandarizada aunque ya se está utilizando. Se definirán sus características para un ancho de banda de 250 Mhz.

Categoría 7: No esta definida y mucho menos estandarizada. Se definirá para un ancho de banda de 600 Mhz.


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