INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE COMUNICACIONES

Elementos de un Sistema de Comunicación:Un sistema de comunicación es aquel que logra transmitir información de un punto llamado fuente a otro denominado destino:

Mensaje humanode entrada(Voz, códigos, imágenes, datos, tec.)

Transmisor(Tx)

Canal o Medio de Comunicación

Ruido

Receptor(Rx)

Mensaje para la captación humana y la aplicación

• Transductor de Entrada: El mensaje puede ser producido por máquinas o por el hombre y normalmente no es de naturaleza eléctrica.

• Como ejemplos tenemos: una escena a ser transmitida por T.V., sonidos, música, datos, parámetros físicos de un proceso tales como temperatura, presión, humedad, señales biológicas, etc.

• El transductor es el encargado de convertir cualquiera de estos mensajes en una señal eléctrica equivalente (voltaje o corriente).

• Transmisor: Adapta el mensaje ya convertido en señal eléctrica al medio de transmisión.

• Esta adaptación por lo general implica un proceso de modulación el cual consiste en alterar algún elemento de una señal fija, llamada portadora, de acuerdo a las variaciones del mensaje.

• La clasificación más general de los métodos de modulación depende del tipo de portadora utilizada.

• Canal de Comunicación: Es el lazo entre el transmisor y el receptor.

• Pueden ser líneas de transmisión, el aire, fibras ópticas, guías ondas, etc.

• Como uno de los medios de transmisión más utilizados es el aire, donde se transmite a través de ondas electromagnéticas, es importante organizar y asignar bandas de transmisión para los diversos usos que estén estandarizadas para poder comunicarse con cualquier parte del mundo.

Wave guide, optical fiber

• Ruido o Interferencia: Es energía eléctrica indeseable de carácter aleatorio que se introduce en los sistemas de comunicación.

• Esta energía aleatoria proviene de los mismos equipos electrónicos, del medio de comunicación, o del ambiente en el que se encuentra el equipo o los equipos, y que altera el mensaje transmitido.

• El ruido en el receptor establece el umbral mínimo de recepción para identificar una señal.

• Receptor: Tiene como función rescatar la señal del medio de transmisión y realizar las operaciones inversas del transmisor con la finalidad de obtener el mensaje.

• Por lo dicho anteriormente para el modulador, la principal labor del receptor es la demodulación. Esto implica que debe existir un acuerdo absoluto entre transmisor y receptor en cuanto al tipo de funciones que cada uno debe realizar de forma de que operación sea equivalente a no haber alterado el mensaje original.

• Transductor de salida: Normalmente el destino de las transmisiones es el hombre o una máquina, por lo tanto es necesario convertir la señal eléctrica en un mensaje adecuado para ellos.

• Como ejemplos: Parlante (Speaker), pantalla o display gráfico (VDT en computadores), TELEX, tarjetas perforadas, PLOTTER, la memoria de un computador, etc.

Diagrama en Bloque de un Sistema de Comunicación

• En la mayoría de los sistemas un ente (individuo o dispositivo) genera un mensaje llamado señal de información o señal de datos.

• Esta señal se introduce al transmisor, que hace pasar el mensaje a través del canal de comunicación.

• El mensaje lo capta el receptor, que lo retransmite a otro ente.

• Durante el proceso se agrega ruido al mensaje.

Tipos de Comunicaciones Electrónicas:

Simplex: En las comunicaciones del tipo SIMPLEX la información viaja en una sola dirección. Ejemplo común son las transmisiones de radio y televisión, etc.

• Duplex: Es un sistema capaz de mantener una comunicación bidireccional, enviando y recibiendo mensajes de forma simultánea. La capacidad de transmitir en modo dúplex está condicionado por varios niveles:

• Medio físico (capaz de transmitir en ambos sentidos)

• Sistema de transmisión (capaz de enviar y recibir a la vez)

• Protocolo o norma de comunicación empleado por los equipos terminales.

• Atendiendo a la capacidad de transmitir entera o parcialmente en modo dúplex, podemos distinguir los siguientes sistemas: dúplex (full dúplex), semidúplex (half dúplex)

• Full dúplex: La mayoría de los sistemas y redes de comunicaciones modernos funcionan en modo dúplex permitiendo canales de envío y recepción simultáneos. Podemos conseguir esa simultaneidad de varias formas:

• Empleo de frecuencias separadas (multiplexación en frecuencia)

• Cables separados

Half dúplex (semidúplex)• En ocasiones encontramos sistemas que pueden

transmitir en los dos sentidos, pero no de forma simultánea.

• Ejemplo son las comunicaciones de radio de bomberos, policia y otros servicios.

• La operación de la radio de banda civil(CB, citizens band) y de aficionados es semiduplex.

ESPECTRO DE LAS ONDAS ELECTROMÁGNETICAS Y DE RADIO:

• La energía electromagnética puede propagarse en varios modos:

1.Como un voltaje o una corriente a través de un cable metálico.

2.Como ondas de radio emitidas por el espacio libre.

3.Como ondas de luz por una fibra óptica. • La energía electromagnética está distribuida a

través de un rango de frecuencias infinito.• Se define a una onda electromagnética en términos

de su amplitud, frecuencia y longitud de onda

• Amplitud de una onda, que es medida en voltios, puede ser visualizada como su elevación, (la distancia entre su cresta y su punto más bajo).

• Frecuencia de una onda es el número de repeticiones o ciclos que completa en un período de tiempo. La frecuencia es medida en hertzios, un hertz es igual a un ciclo por segundo.

• La longitud de onda (λ) es la distancia entre las crestas de una onda. El producto de la longitud de onda por la frecuencia es una constante que equivale a la velocidad de propagación. Por lo tanto, mientras la frecuencia aumenta, la longitud de onda disminuye y viceversa.

Multiplex por División de Frecuencia (FDM) en la banda de VHF de TV

Prefijo Factor

Atto 1.10-18

Femto 1.10-15

Pico 1.10-12

Nano 1.10-9

Micro 1.10-6

Mili 1.10-³

Centi 1.10-2

Deci 1.10-1

Unidad 1.10°

Deca 1.10¹

Hecto 1.10 ²

Kilo 1.10³

Miria 1.104

Mega 1.106

Giga 1.109

Tera 1.1012

Peta 1.1015

Exa 1.1018

Prefijos de las Unidades del SI:

ESPECTRO DE LAS ONDAS EN FUNCION DE LA FRECUENCIA:

Bandas de frecuencias:

  • Muchas veces se expresan las bandas de frecuencias autorizadas por los organismos gubernamentales para determinadas aplicaciones, como es el caso de las bandas de radioaficionados, mundiales

• La referencia es la longitud de onda

Bandas HF

Banda de 80m

Banda de 40m

Banda de 30m

Banda de 20m

Banda de 17m

Banda de 15m

Banda de 12m

Banda de 10m

Bandas VHF

Banda de 6m

Banda de 2m

Bandas UHF

Banda de 70cm

Banda de 23cm

Relación entre frecuencia y longitud de onda en una señal electromagnética

• El cálculo para la longitud de onda de una determinada señal de radiofrecuencia se realiza a través de la siguiente relación:

mHertzf

s

mc

• donde c = velocidad de la luz en el espacio libre, aproximada a 3·108 [m/s]

• f = frecuencia de la señal medida en Hz o en c/s o en 1/s

• ʎ = longitud de onda en metros [m]

Ancho de banda (BW)

• El ancho de banda es a la porción del espectro electromagnético que ocupa una señal. También es el intervalo de frecuencias en el que se transmite una señal de información, o en el que opera un receptor u otro circuito electrónico. Específicamente el ancho de banda (BW, bandwidth) es la diferencia entre el límite superior y el inferior de la señal o del intervalo de operación del equipo.

Banda Base

• En Telecomunicaciones, el término banda base se refiere a la banda de frecuencias producida por un transductor, tal como un micrófono, un manipulador telegráfico u otro dispositivo generador de señales que no es necesario adaptarlo al medio por el que se va a trasmitir.

Ejemplos

• La línea telefonica psosee un ancho de banda entre 300 Hz y 3400 Hz

• La banda base en la PSTN es de 3000 Hz• PSTN = Public Switch Telephone Network

En TV análoga