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UNIDAD 1: TAREA 1 - IDENTIFICAR LOS SISTEMAS DE COMUNICACIONES

ARIEL ORLANDO FERIA VARON JUAN DAVID SALCEDO WILSON EDUARDO BRAVO EDGAR ENRIQUE QUIROGA

GRUPO 2150504_26

TUTOR CAMILO ACUÑA CARREÑO

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA – ECBTI SISTEMAS DE COMUNICACION SEPTIEMBRE DE 2018

INTRODUCCIÓN

La comunicación es uno de los aspectos relacionales más complicados en el que se puede desarrollar la sociedad, desde los tiempos remotos la comprensión en las comunicaciones ha sido de interés tanto para quienes transmiten como para quienes receptan la información. Es por ello que el hombre ha ideado diferentes formas para transmitir y recibir información, con el fin de que esta sea fiel tanto para quien transmite como para el que recibe dicha información, la tecnología, de algún modo ha ayudado con sus desarrollos a que este tipo de inconvenientes se resuelvan, pero a su vez vuelve la comunicación más impersonal. En el presente trabajo se desarrolla la unidad 1 “Introducción a los sistemas de comunicación”, abordando los temas de señal, componentes y clasificación de los sistemas de comunicación, concepto de modulación y de ruido, sistemas radioeléctricos, de comunicación por cable y comunicación satelital. Por medio de cuatro actividades clave que guían nuestro aprendizaje.

ACTIVIDADES A DESARROLLAR

Actividad individual

Para el desarrollo de los siguientes puntos es necesario revisar y analizar los recursos educativos de la unidad 1, disponibles en el entorno de conocimiento. Recuerde que puede consultar otras fuentes de información en internet. 1. Modelo Sistemas de comunicación Diligencie la siguiente tabla y plantee con un ejemplo un sistema de comunicación donde relacione cada uno de los elementos, así como la descripción de los mismos. Ejemplo sistema de comunicación: (diligencie el ejemplo propuesto) Elemento Descripción Fuente La fuente o la señal de información es analógica o digital. Los ejemplos comunes son las señales analógicas de audio y video, y los datos digitales. La fuente se describe a menudo en los términos del intervalo de frecuencia que ocupa. Por ejemplo, las señales analógicas de voz con calidad telefónica contienen frecuencias que van desde casi 300 Hz a 3 kHz. Ej: El video requiere un intervalo de frecuencia mucho más grande que el audio. Una señal de video analógica con la calidad para radiodifusión comercial por televisión requiere un intervalo de frecuencias desde cero (cd) a casi 4.2 MHz Transmisor Es común que los datos generados por la fuente no sean transmitidos de forma directa y como fueron creados, sino que el transmisor transforma y codifica la información, generando señales electromecánicas susceptibles de ser transmitidas a través de algún sistema de transmisión. Ej: un modem que convierte las cadenas de bits generadas por una computadora personal y las transforma en señales analógicas que pueden ser trasmitidas a través de la red de teléfonos. Canal Un canal de comunicación puede ser casi cualquier cosa: un par de conductores o una fibra óptica, por ejemplo. Gran parte de este libro trata la radiocomunicación, en la cual el espacio libre sirve como canal. Ej:

Receptor

Destino

una señal de audio puede transportarse a través de un hilo telefónico de tipo par trenzado. El receptor utilizado en cada caso, en los sistemas de comunicación analógica el receptor reproduce la señal que se está recibiendo, en los sistemas de comunicación digital el receptor debe elegir entre un conjunto finito de símbolos. Ej: un modem es capaz de captar la señal analógica en la red o línea de transmisión y la convertirá en una serie de bits. Es el que toma los datos del receptor.

2. Banda de Frecuencia Utilice la siguiente tabla en su informe para relacionar la banda de trabajo de los siguientes sistemas de comunicación. Tipo de comunicación AM FM Comunicación satelital Operador Tigo Operador Claro Operador Movistar

Banda de Frecuencia 540 KHz – 1600 KHz 88,1 MHZ – 108,1 MHz 1.53 GHz – 31 GHz 300MHz – 300GHz 850 MHz, 1900 MHz, 2600 MHz 850 MHz, 1700 MHz, 1900 MHz

3. Señal y Ruido Relacione en la siguiente tabla, los tipos de ruidos presentes en las comunicaciones analógicas, con sus palabras presente una breve reseña que los describa. Tipo de ruido Ruido térmico o blanco

Ruido diafonía

Descripción - Se debe a la agitación térmica de los electrones dentro del conductor y es función de la temperatura. - Está presente en todos los dispositivos electrónicos y medios de transmisión. - Está uniformemente distribuido en el espectro de frecuencias. - No se puede eliminar y limita las prestaciones de los sistemas de comunicación. - Es un acoplamiento no deseado entre las líneas que transportan las señales. - Generalmente se da en pares telefónicos y a veces en antenas de microondas cuando se captan señales no deseadas. - Generalmente es del mismo orden de magnitud que el

Ruido de intermodulación

Ruido impulsivo

ruido térmico. Cuando la señal deseada resulta distorsionada debido a la no linealidad en el transmisor efecto de la distorsión de intermodulación es el de aumentar la energía en las subbandas del espectro, similar al ruido especialmente bebidas a la intermodulación de Tercer orden. Corresponde a un sonido de muy corta duración y que en general se caracteriza por un alto nivel de energía acústica, ya que es producido comúnmente por martillos que percuten superficies duras, disparos con armas de fuego, entre otros.

* Determine la importancia de la relación Señal a Ruido en los sistemas de comunicaciones y su aplicación como parámetro de calidad en la comunicación. R/. La relación ente la potencia de la señal útil y la potencia del ruido es un parámetro fundamental para determinar la calidad de la transmisión. Dicha relación, denominada señal ruido o señal a ruido, se expresa de forma logarítmica:

donde S(W) y N(W) se corresponden con la potencia en Watios de la señal y del ruido respectivamente. El teorema de Shannon nos ofrece el límite superior de la capacidad de transmisión (en bit/s) para un canal real con un determinado ancho de banda (BW), en presencia de ruido.

Este límite teórico normalmente no se alcanza con los sistemas de transmisión actuales. 4. Multiplexación R/. Recordemos brevemente que la combinación de dos o más los cuales pueden ser canales de información en un solo medio de transmisión usando un dispositivo llamado multiplexor. El proceso inverso se conoce como demultiplexación. Un concepto muy similar es el de control de al medio. Relacione los tipos de multiplexación usados: - Multiplexación por división de tiempo. - Multiplexación por división de frecuencia. - Multiplexación por Longitud de onda.

- multiplexación por división de código, múltiple por división de código o CDMA. Teniendo en cuenta lo anterior desarrollamos las siguientes relaciones.

* En los switches, equipos usados en la red de datos. switching o conmutación representa una de las capas de los nuevos modelos de redes. La capa Conmutación, también conocida como capa 2, permite a los nodos asignar direcciones y adjuntar datos a una señal, la conmutación de paquetes es el envío de datos en una red de computadoras. Un paquete es un grupo de información que consta de dos partes: los datos propiamente dichos y la información de control, que especifica la ruta a seguir a lo largo de la red hasta el destino del paquete. Existe un límite superior para el tamaño de los paquetes, si se excede es necesario dividir el paquete en otros más pequeños, como dato importante La velocidad de transmisión de los datos mide el tiempo que tarda un host o un servidor en poner en línea de transmisión el paquete de datos a enviar, desde el instante en que se pone el primer bit en línea hasta el último del paquete a transmitir. La velocidad de transmisión digital se mide en bits/segundo (b/s, bps). Son velocidades comunes de los módems: 28.8 Kbps, 33.6 Kbps y 56Kbps, todo lo antes mencionado es totalmente relacionado a la multiplexación. * Indique el uso de la multiplexación FDM en las redes de comunicaciones. Partamos del punto que (FDM) significa multiplexación por división de frecuencia. Este proceso es utilizado en las redes de comunicaciones, en especial, en líneas telefónicas y en conexiones físicas de pares trenzados para incrementar la velocidad de los datos. En el extremo de la línea, el multiplexor encargado de recibir los datos realiza la demodulación la señal, obteniendo separadamente cada uno de los sub-canales. Esta operación se realiza de manera transparente a los s de la línea. Se emplea este tipo de multiplexación para s telefónicos, radio, TV que requieren el uso continuo del canal. Este proceso es posible cuando la anchura de banda del medio de transmisión excede de la anchura de banda de las señales a transmitir. Se pueden transmitir varias señales simultáneamente si cada una se modula con una portadora de frecuencia diferente, y las frecuencias de las portadoras están lo suficientemente separadas como para que no se produzcan interferencias. Cada sub-canal se separa por unas bandas de guarda para prevenir posibles interferencias por solapamiento. La señal que se transmite a través del medio es analógica, aunque las señales de entrada pueden ser analógicas o digitales. En el primer caso se utilizan las modulaciones AM, FM y PM para producir una señal analógica centrada en la frecuencia deseada. En el caso de señales digitales se utilizan ASK, FSK, PSK y DPSK. La técnica de FDM presenta cierto grado de normalización. Una norma de gran uso es la correspondiente a 12 canales de voz, cada uno de 4.000 Hz (3.100 para el y el resto para la banda de guarda) multiplexado en la banda de 60-108 Khz. A esta unidad se le llama grupo.

Muchos proveedores de servicios portadores ofrecen a sus clientes una línea alquilada de 48 a 56 Kbps, basada en un grupo.

Ventajas de FDM Aquí el puede ser añadido al sistema por simplemente añadiendo otro par de modulador de transmisor y receptor de modulador. El sistema de FDM apoya el flujo de dúplex total de información que es requerido por la mayor parte de la aplicación. El problema del ruido para la comunicación análoga tiene menos el efecto. Desventajas de FDM En el sistema FDM, el coste inicial es alto. Este puede incluir el cable entre los dos finales y los conectores asociados para el cable. En el sistema FDM, un problema para un puede afectar a veces a otros. En el sistema FDM, cada requiere una frecuencia de portador precisa. Ejercicios prácticos

5. Suponiendo que una red telefónica básica conmutada (PSTN) tiene un ancho de banda de 7 Khz y una razón de potencia señal a ruido de 35 dB, calcular la tasa de información (datos) y la máxima capacidad del canal. R/. Utilizamos la fórmula de Shannon S C=B . log 2 (1+ ) R B= ancho de banda del canal C=capacidad del canal (tasa de bits de información bits/seg) S= potencia de señal útil que puede ser expresada en vatios, miliVatios, etc. N= potencia del ruido presente en el canal, (mW, uW). Reemplazamos valores

El S/N= 3162.2 es equivalente al SNR de 35dB C=7000. log 2 (1+ 3162.2) C=7000. log 2 (3163.2) log ( 3163.2 ) log 2

C=7000

(

C=7000

( 3.5 0.3 )

)

C=7000∗¿ 11.6 C=81,2 kb/ s

6. Si tiene una banda de 535 a 1625 Khz determine cuantas emisoras de radio difusión AM caben en esta banda. BW =1625 Khz−535 Khz=1090 Khz 1090 Khz 10 Khz ¿ de emisoras=109 emisoras AM ¿ de emisoras=

7. Realice los siguientes cálculos:  Si se cuenta con amplificador y éste tiene en la entrada 100mW y en la salida 7 W, -

encuentre la ganancia en decibeles. Si PO es la potencia de salida de un dispositivo y PI es la potencia de entrada, entonces la ganancia de potencia en decibeles A P ( dB ) es

A P ( dB )=10 log

Donde

PO PI

PO=7 W

,

PI =100 mW =0.1 W

, reemplazando obtenemos

A P ( dB )=10 log

7W =18,45 0,1W

A P ( dB )=18,45

 En un sistema de comunicación se tiene un atenuador el cual presenta una pérdida de 25 dB, si se aplica un atenuador de potencia de 2 W, relacione la salida de potencia.

-

Reordenando la ecuación de ganancia de potencia tenemos: P A ( dB ) P A ( dB ) PO A P ( dB )=10 log O ⟺ P =log O ⟺ log−1 P = PI 10 PI 10 PI A ( dB ) PO=P I∗log−1 P 10 PI =2W A P ( dB )=−25 dB por ser una perdida y Donde −25 dB PO=2 W ∗log −1 =6.32∗10−3 W =6,32 mW 10 PO=6,32 mW

, reemplazando

CONCLUSIONES

En el desarrollo del trabajo anterior damos cuenta de la investigación y la interiorización de los temas sobre introducción a los sistemas de comunicación. Se dio respuesta a los interrogantes planteados sobre las características, modos y medios de una transmisión de datos, apoyados en la bibliografía recomendada, se pudo dar respuesta a los problemas de aplicación del tema, así como ejemplarizar los tipos de transmisión, análoga y digital.

BIBLIOGRÁFIA

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Introducción a los sistemas de telecomunicación. Pérez Vega, C. (2007). CAPITULO 1. Introducción a los sistemas de Telecomunicación (pp 1-42). De Universidad de Cantabria Sitio web: http://personales.unican.es/perezvr/pdf/Compilacion4.pdf