TRANSMISIÓN DE SEÑALES
TÉCNICO EN SISTEMAS SENA TOLIMA CENTRO DE COMERCIO Y SERVICIO 2022 JULIO CÉSAR TOVAR CARDOZO Correo: julio.tovarc@gmail.com Celular: 317 651 0894
MODELO DE CAPAS
0SI
Los
para promover la
de distintos fabricantes, así como para facilitar
de gran escala. Debido a la
que implican las comunicaciones, un solo estándar no es suficiente. En su lugar, las distintas funcionalidades deberían
más
estructurándose en una
marco
Esta
el
a la
un
fue el modelo
estándares son necesarios
interoperatividad entre los equipos
economías
complejidad
dividirse en partes
manejables,
arquitectura de comunicaciones. La arquitectura constituirá, por tanto, el
de trabajo para
proceso de normalización.
línea argumental condujo
Organización Internacional de Estandarización (ISO, Internacional Organization for Standarization) en 1977 a establecer
subcomité para el desarrollo de tal arquitectura. El resultado
de referencia OSI. MODELO DE CAPAS
MODELO DE CAPAS
Una técnica muy aceptada para estructurar los problemas, y así fue adoptada por ISO, es la división en capas. En esta técnica, las funciones de comunicación se distribuyen en un conjunto jerárquico de capas. Cada capa realiza un subconjunto de tareas, relacionadas entre sí, de entre las necesarias para llegar a comunicarse con otros sistemas. Por otra parte, cada capa se sustenta en la capa inmediatamente inferior, la cual realizará funciones más primitivas, ocultando los detalles a las capas superiores. Una capa proporciona servicios a la capa inmediatamente superior. Idealmente, las capas deberían estar definidas para que los cambios en una capa no implicaran cambios en las otras capas. De esta forma, el problema se descompone en varios subproblemas más abordables.
MODELO DE REFERENCIA OSI
MODELO DE REFERENCIA OSI
La labor de ISO consistió en definir el conjunto de capas, así como los servicios a realizar por cada una de ellas. La división debería agrupar a las funciones que fueran conceptualmente próximas en un número suficiente, tal que cada capa fuese lo suficientemente pequeña, pero sin llegar a definir demasiadas para evitar así sobrecargas en el procesamiento. La capa 7 establece una relación paritaria con la capa 7 del computador destino, usando el protocolo de la capa 7 (protocolo de aplicación).
Este protocolo necesita los servicios de la capa 6, de forma tal que las dos entidades de la capa 6 usan un protocolo común y conocido, y así sucesivamente hasta llegar a la capa física, en la que realmente se transmiten los bits a través del medio físico.
Principios del modelo de capas • La capa n solo habla con sus vecinas (n+1 y n-1). La comunicación se realiza a través de la interfaz (n→n+1 y n→n-1) • La interfaz es competencia exclusiva de cada entidad (de cada pila) y puede ser diferente para cada caso. • Cada entidad (de la capa n) habla con su homóloga utilizando un protocolo característico (de la capa n), que es acordado exclusivamente por las entidades (de la capa n). • El conjunto de protocolos utilizados en todas las capas se denominan pila de protocolo. MODELO DE REFERENCIA OSI
MODELO DE REFERENCIA OSI
La capa física se encarga de la interfaz física entre los dispositivos. Además, define las reglas que rigen en la transmisión de los bits. la capa de enlace de datos intenta hacer que el enlace físico sea fiable. Además proporciona los medios para activar, mantener y desactivar el enlace. El principal servicio proporcionado por la capa de enlace de datos a las capas superiores es el de detección y control de errores. La capa de red realiza la transferencia de información entre sistemas finales a través de algún tipo de red de comunicación. En esta capa, el computador establecerá un diálogo con la red para especificar la dirección destino y solicitar ciertos servicios, como por ejemplo, la gestión de prioridades. La capa de transporte proporciona un mecanismo para intercambiar datos entre sistemas finales. El servicio de transporte orientado a conexión asegura que los datos se entregan libres de errores, en orden y sin pérdidas ni duplicaciones.
MODELO DE REFERENCIA OSI
La capa de sesión proporciona los mecanismos para controlar el diálogo entre las aplicaciones de los sistemas finales. En muchos casos, los servicios de la capa de sesión son parcialmente, o incluso, totalmente prescindibles.
La capa de presentación define el formato de los datos que se van a intercambiar entre las aplicaciones y ofrece a los programas de aplicación un conjunto de servicios de transformación de datos. La capa de presentación define la sintaxis utilizada entre las entidades de aplicación y proporciona los medios para seleccionar y modificar la representación utilizada.
La capa de aplicación proporciona a los programas de aplicación un medio para que accedan al entorno OSI. En esta capa también residen las aplicaciones de uso general como, por ejemplo, la transferencia de archivos, el correo electrónico y el acceso desde terminales a computadores remotos, entre otras.
La
MODELO DE REFERENCIA
de
es resultado de la
a cabo en la red experimental de conmutación de paquetes ARPANET,
y
la
la
de
de Investigación
y se denomina
TCP-IP
arquitectura
protocolos TCP/IP
investigación
desarrollo llevados
financiada por
Agencia
Proyectos
Avanzada para
Defensa (DARPA, Defense Advanced Research Projects Agency),
globalmente como la familia de protocolos TCP/IP. Esta familia consiste en una extensa colección de protocolos que se han especificado como estándares de Internet por parte de IAB (Internet Architecture Board).
MODELO DE REFERENCIA TCP-IP El modelo TCP/IP estructura el problema de la comunicación en cinco capas relativamente independientes entre sí: • Capa física. • Capa de acceso a la red. • Capa internet. • Capa extremo-a-extremo o de transporte. • Capa de aplicación.
SEÑALES
FRECUENCIA, ESPECTRO Y ANCHO DE BANDA
Toda señal electromagnética, considerada como función del tiempo, puede ser tanto analógica como digital. Una señal analógica es aquella en la que la intensidad de la señal varía suavemente en el tiempo. Es decir, no presenta saltos o discontinuidades. Una señal digital es aquella en la que la intensidad se mantiene constante durante un determinado intervalo de tiempo, tras el cual la señal cambia a otro valor constante.
SEÑALES PERIÓDICAS
Las señales periódicas son el tipo de señales más sencillas que se puede considerar; se caracterizan por contener un patrón que se repite a lo largo del tiempo. En la Figura se muestra un ejemplo de señal periódica continua (una onda sinusoidal) y un ejemplo de señal periódica discreta (una onda cuadrada).
SEÑALES EN DOMINIO DEL TIEMPO
En la práctica, las señales electromagnéticas pueden estar compuestas de muchas señales senosoidales de frecuencias armónicas. Por ejemplo, la señal
SEÑALES EN DOMINIO DE LA FRECUENCIA
en el dominio de la frecuencia, que especifica las amplitudes de pico de las frecuencias constitutivas de la señal. En la Figura se muestra la señal de la Figura anterior en el dominio de la frecuencia.
¿POR QUE TRANSMITIR SEÑALES DIGITALES? Ventajas de las señales digitales • Ante la atenuación, puede ser amplificada y reconstruida al mismo tiempo, gracias a los sistemas de regeneración de señales. • Cuenta con sistemas de detección y corrección de errores, en la recepción. • Facilidad para el procesamiento de la señal. • Permite la generación infinita con pérdidas mínimas en la calidad. • Las señales digitales se ven menos afectadas a causa del ruido ambiental en comparación con las señales analógicas y permite que haya menos interferencia sea una señal fluida o continua.
¿POR QUE TRANSMITIR SEÑALES DIGITALES?
¿POR QUE TRANSMITIR SEÑALES DIGITALES?
Inconvenientes de las señales digitales • Necesita una conversión analógica-digital previa y una decodificación posterior en el momento de la recepción. • Requiere una sincronización precisa entre los tiempos del reloj del transmisor con respecto a los del receptor. • Pérdida de calidad cada vez mayor en el muestreo respecto de la señal original. ¿POR QUE TRANSMITIR SEÑALES DIGITALES?
¿POR QUE TRANSMITIR SEÑALES DIGITALES?
¿POR QUE TRANSMITIR SEÑALES DIGITALES?
MODULACIÓN
MODULACIÓN
Modulación. Consiste en variar determinado aspecto de una señal denominada portadora con respecto a una segunda señal denominada señal moduladora, generando finalmente una “señal u onda modulada”.
En el proceso de modulación, la señal de alta frecuencia (portadora) quedará modificada en alguno de sus parámetros como su amplitud, frecuencia, fase, etc. de manera proporcional a la amplitud de la señal de baja frecuencia o moduladora.
Un objetivo de las comunicaciones es utilizar una frecuencia portadora como frecuencia básica de comunicación, pero modificándola utilizando un proceso denominado modulación para codificar la información en la onda de la portadora. Existen tres aspectos básicos de la portadora que pueden modularse: • Amplitud • Frecuencia • Fase o ángulo MODULACIÓN
MODULACIÓN AM (AMPLITUD MODULADA)
MODULACIÓN FM (FRECUENCIA MODULADA)
MODULACIÓN FM (FRECUECIA MODULADA)
MODULACIÓN
(FRECUECIA MODULADA)
FM
TRANSMISIÓN EN BANDA BASE
TRANSMISIÓN EN BANDA BASE
Nos enfocaremos en el problema de cómo enviar información digital.
Los cables y los canales inalámbricos transportan señales analógicas, como el voltaje, la intensidad de la luz o del sonido que varían de forma continua.
Se denomina banda base al conjunto de señales que son transmitidas en su frecuencia original (no sufren procesos de modulación) Dichas señales se pueden codificar y ello da lugar a los códigos de banda base. Es utilizada para cortas distancias debido a su bajo costo.
La forma más simple es utilizar un voltaje positivo para representar un 1 y un voltaje negativo para representar un 0. A estos esquemas de representar uno o un cero se les llama “código de línea” y el más simple de ellos se denomina NRZ (No Retorno a Cero, del inglés Non-Return-toZero).
TRANSMISIÓN EN BANDA BASE
TRANSMISIÓN EN BANDA BASE
En la transmisión en banda base, se utiliza la codificación de línea, dando como resultado una señal de tren de impulsos o de modulación de amplitud de impulso (PAM). Esto se usa típicamente sobre cables no filtrados tales como cables de fibra óptica y enlaces de cobre de corto alcance, por ejemplo: V.29 (EIA / TIA-232), V.35, IEEE 802.3, SONET / SDH.
SONET: De sus siglas en inglés “Synchronous Optical Network” es una red Óptica Síncrona. Es una interfaz para la transmisión óptica que fue propuesta por BellCore y después normalizada por la ANSI. SONET está destinada a proporcionar una especificación que aproveche las ventajas de la alta velocidad que proporciona la transmisión digital usando fibra óptica.
SDH (Synchronous Digital Hierarchy) es una tecnología estándar para transmitir bits por fibra óptica. SDH fue Inicialmente desarrollado de forma que se pusiese transmitir gran cantidad de llamadas telefónicas y/o de datos sobre fibra óptica, evitando así problemas de sincronización.
TRANSMISIÓN EN PASA BANDA
TRANSMISIÓN PASA BANDA
A menudo es conveniente usar un rango de frecuencias que no empiece en cero para enviar información a través de un canal. En los canales inalámbricos no es práctico enviar señales de muy baja frecuencia, ya que el tamaño de la antena necesita ser de una fracción de la longitud de onda de la señal, por lo que llega a ser grande.
En cualquier caso, por lo general la elección de frecuencias se dicta con base en las restricciones regulatorias y a la necesidad de evitar interferencias. Incluso para los cables, es útil colocar una señal en una banda de frecuencias específica para dejar que coexistan distintos tipos de señales en el canal. A este tipo de transmisión se le conoce como transmisión pasa-banda, debido a que se utiliza una banda arbitraria de frecuencias para pasar la señal.
TRANSMISIÓN PASA BANDA
TRANSMISIÓN PASA BANDA
TRANSMISIÓN PASA BANDA
MULTIPLEXACIÓN
MULTIPLEXACIÓN POR DIVISIÓN DE FRECUENCIA La multiplexación es la técnica de combinar dos o más señales, y transmitirlas por un solo medio de transmisión. La principal ventaja es que permite varias comunicaciones de forma simultánea, usando un dispositivo llamado multiplexor. El proceso inverso se conoce como demultiplexación. Un concepto muy similar es el de control de acceso al medio. Existen muchas estrategias de multiplexación según el protocolo de comunicación empleado, que puede combinarlas para alcanzar el uso más eficiente; los más utilizados son: • La multiplexación por división de tiempo o TDM síncrona • la multiplexación estadística o TDM asíncrona o TDM estadística (técnica más avanzada que la anterior); • la multiplexación por división de frecuencia o FDM (Frequency-division multiplexing) y su equivalente para medios ópticos, por división de longitud de onda o WDM (de Wavelength); • la multiplexación por división en código o CDM (Code division multiplexing);
MULTIPLEXACIÓN POR DIVISIÓN DE FRECUENCIA FDM (Multiplexión por División de Frecuencia, del inglés Frecuency Division Multiplexing) aprovecha la ventaja de la transmisión pasa-banda para compartir un canal. Divide el espectro en bandas de frecuencia, en donde cada usuario tiene posesión exclusiva de cierta banda en la que puede enviar su señal.
MULTIPLEXACIÓN POR DIVISIÓN DE FRECUENCIA
MULTIPLEXACIÓN POR DIVISIÓN DE FRECUENCIA
MULTIPLEXACIÓN POR DIVISIÓN DE TIEMPO TDM (Multiplexión por División de Tiempo, del inglés Time Division Multiplexing) los usuarios toman turnos (rotatorios tipo round-robin) y cada uno recibe periódicamente todo el canal durante una pequeña ráfaga de tiempo.
MULTIPLEXACIÓN POR DIVISIÓN DE TIEMPO
Julio César Tovar Cardozo Teléfono: 317 651 0894 Correo: julio.tovarc@gmail.com