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REPUBLICA DE VENEZUELA
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE ELECTRONICA
“DESARROLLO DE UN SISTEMA DE COMUNICACION ENTRE
COMPUTADORES PERSONALES A TRAVES DE TECNOLOGIA LASER”
TRABAJO ESPECIAL DE GRADO PARA OPTAR AL TITULO DE
INGENIERO EN ELECTRONICA.
REALIZADO POR:
Br. Cano, Danny
Br. Croes, Yamexis
TUTOR ACADEMICO TUTOR METODOLOGICO
Ing. Angel Villalobos Msc. Edgar Martínez
Maracaibo, Agosto del 2000
II
“DESARROLLO DE UN SISTEMA DE COMUNICACIÓN
ENTRE COMPUTADORES PERSONALES A TRAVÉS
DE TECNOLOGÍA LÁSER”
V
DEDICATORIA
Este trabajo de Investigación es una demostración de mi
agradecimiento principalmente a mi Dios Todopoderoso por brindarme toda
la ayuda, la luz, el apoyo y el conocimiento que necesité para desarrollar
esta importante meta, por lo cual es dedicado principalmente a Él.
A mis Padres, Minerva Rivas y Luis Fernando Cano que con mucho
sacrificio me brindaron todo su apoyo físico, económico y moral para
brindarme la oportunidad de estudiar y desarrollar todos los logros y metas
propuestos.
A mi hermana Minfer Lilian y a mi Querida Hermanita Firenna, para
que puedan seguir el ejemplo que dejo y sigan los fundamentos familiares y
morales que me fueron impartidos, para que logren sus metas y se sientan
satisfechas consigo mismas.
Danny Cano
VI
DEDICATORIA
Dedico esta tesis a mi Dios todopoderoso por ser la luz de mi camino
y el Señor de mi vida.
A mis padres James Croes y Exis Anciani por ser quienes me dieron
la vida y el motivo de inspiración para seguir adelante con mis estudios.
A mis hermanos: Oramaica, María y James, mis compañeros de
siempre, Juan Carlos a quien quiero y respeto como a un padre y al menor y
mas apegado de todos Jonatan.
Yamexis Croes
VII
AGRADECIMIENTOS
Agradezco principalmente a Dios el Padre, a su Hijo Jesucristo y al
Espíritu Santo, por ser la luz que me guió y me ha guiado toda la vida para
seguir el camino correcto y cumplir con mis prioridades y metas con
sacrificio, Ayudándome de igual forma a honrar a mis padres Luis Fernando
Cano y Minerva Rivas, a quienes agradezco eternamente por ser
responsables de mi enseñanza y desarrollo moral y espiritual y hacer el
mayor esfuerzo por ayudarme a cumplir mis objetivos como hijo de Dios,
como su Hijo y como ciudadano.
De igual manera agradezco a mis hermanas Minfer y Firenna quienes
me han ayudado de alguna manera a fomentar en mí, principios de
responsabilidad y vínculos de Amor irrompibles.
Por siempre agradeceré a Mi Negrita (Yamexis), por ser mi apoyo, mi
compañera, mi consejera y mi todo. A ella agradezco por comprenderme en
todos los aspectos y por estar presente en todos los momentos que necesité
de su ayuda.
Por otro lado agradecido estoy a mis tutores, los cuales fueron de
gran ayuda para poder desarrollar de manera correcta este proyecto de
Investigación. Muchas Gracias Edgar Martínez y Ángel Villalobos.
Agradezco por toda la ayuda prestada en el desarrollo de este
proyecto de investigación a Alfonso Aguirre por su voluntad y por todos los
aportes técnicos y cognoscitivos que nos brindó.
VIII
De una manera muy especial y sin lugar a dudas doy gracias a José
Gregorio Rodríguez, quien fue mas que un amigo y compañero, quien nos
apoyó en todo momento, además que brindó de su tiempo y de sus
conocimientos de manera incondicional en el momento oportuno.
Y a todas las personas que tuvieron algún vinculo de preocupación
por el desarrollo de este Trabajo de Investigación.
A todos, Gracias...
Danny Cano.
IX
AGRADECIMIENTO
A Dios por darme la fortaleza necesaria para seguir adelante con esta
difícil pero imprescindible tarea como es el desarrollo de este trabajo de
grado.
A mis padres y hermanos por ser motivo de inspiración para seguir
adelante y demostrarles que con esfuerzo todo se puede lograr.
A mi novio y compañero de tesis, Danny Cano, por ser mi apoyo y
ayuda en todo momento.
A Ismer Ferrer, por ser una amiga incondicional y estar siempre allí
alentándome e incitándome a seguir adelante.
A José Rodríguez, amigo, compañero y guía; “no hay palabras para
agradecerte todo lo que has hecho por nosotros, Gracias!!!!”
A los tutores Ángel Villalobos y Edgar Martínez porque con paciencia
y dedicación nos ayudaron en la elaboración de este proyecto y finalizar el
mismo con éxito.
Yamexis Croes
X
CANO DANNY, CROES YAMEXIS. “DESARROLLO DE UN SISTEMA DE COMUNICACIÓN ENTRE COMPUTADORES PERSONALES A TRAVÉS DE TECNOLOGÍA LASER.” Facultad de Ingeniería. Escuela de Electrónica. Maracaibo, Julio de 2000.
RESUMEN
El propósito de esta investigación fue el Desarrollo de un Sistema de Comunicación entre Computadores Personales Utilizando Tecnología Láser, con la finalidad de aumentar la capacidad de transmisión y velocidad de información y disminuir gastos de cableado y mantenimiento del mismo, en lo que se refiere a comunicación entre computadores personales. Siguiendo cada una de las cláusulas señaladas por Angulo manifestaron resultados satisfactorios. La investigación se caracteriza por ser descriptiva en su contenido y aplicada en su propósito. Para desarrollar el trabajo de investigación se contó con la metodología señalada por Angulo. Se utilizó como técnica de recolección de datos la entrevista no estructurada y la búsqueda de información en material bibliográfico. El circuito diseñado se fundamenta principalmente con la utilización de los integrados XR2206 y XR2211 modulador y demodulador FSK respectivamente, donde también se incluyen como elementos importantes el integrado MAX232 (conversor de niveles de tensión) y un generador Láser de Neón. Estas pruebas fueron realizadas en La Universidad Rafael Belloso Chacín, en los Laboratorios de Electrónica y Física. Maracaibo-Estado Zulia, obteniendo resultados satisfactorios.
Palabras Clave: Modulación, Demodulación, Sistema, Láser, Transmisor, Receptor, Interfase.
XI
CANO DANNY, CROES YAMEXIS. "DEVELOPMENT OF A SYSTEM OF COMMUNICATION BETWEEN PERSONAL COMPUTERS THROUGH OF LASER TECHNOLOGY". Faculty of Engineering. School of Electronics. Maracaibo, July 2000.
ABSTRACT The purpose of this investigation was the Development of a Communication System Between Personal Computers Using Laser Technology, with the purpose of to increase the transmission capacity and speed of information and to diminish expenses of having wired and maintenance of the same one, in what refers to communication between personal computers. Following each one of the clauses pointed out by Angulo manifested satisfactory results. The investigation is characterized to be descriptive in its content and applied in its purpose. To develop the investigation work, the methodology pointed out by Angulo José was used. It was used as technique of gathering of data the not structured interview and the search of information in bibliographical material. The designed circuit is based mainly with the use of those integrated XR2206 and XR2211 modulator and demodulador FSK respectively, where they are also included as important elements the one integrated MAX232 (conversor of levels of tension) and a Laser generator of Neon. These tests were carried out in The University Rafael Belloso Chacín, in the Laboratories of Electronics and Physics. Maracaibo-Estado Zulia, obtaining satisfactory results. Words Key: Modulation, Demodulation, System, Laser, Transmitter, Receiver, Interface.
INDICE
PORTADA VEREDICTO.............................................................................................. III DEDICATORIA .......................................................................................... V AGRADECIMIENTOS ............................................................................... VII RESUMEN ................................................................................................ X SUMMARY ................................................................................................ XI INTRODUCCIÓN ...................................................................................... 1 CAPITULO I “EL PROBLEMA” .......................................................... 4 Planteamiento del Problema ................................................................ 5 Objetivos .............................................................................................. 8 Objetivo General ............................................................................. 8 Objetivos Especificos ...................................................................... 8 Justificación de la Investigación ........................................................... 9 Delimitación de la Investigación ........................................................... 10 CAPITULO II “MARCO TEORICO” ...................................................... 12 Antecedentes de la Investigación.......................................................... 13 Fundamentación Teórica ...................................................................... 15 Sistema ........................................................................................... 15 Sistema de Comunicación ............................................................... 16 Sistema de Comunicación Formal ............................................. 17 Sistema de Comunicación Informal ........................................... 17 Tecnología Láser ............................................................................. 18 Láser ............................................................................................... 20 Principios de Funcionamiento del Laser .................................... 21 Tipos de Láser ................................................................................. 22 Láseres de Estado Sólido .......................................................... 22 Láseres de Gas .......................................................................... 23 Láseres de Semiconductores ..................................................... 23 Láseres Líquidos ........................................................................ 24 Láseres de Electrones Libres ..................................................... 24 Aplicaciones del Láser .................................................................... 25 En la Industria ............................................................................ 25 En Investigaciones Científicas ................................................... 26 En las Comunicaciones .............................................................. 27 En Medicina ................................................................................ 27 En Tecnología Militar .................................................................. 28 Medidas de Seguridad .................................................................... 28 El láser Atómico .............................................................................. 28 Máser .............................................................................................. 29 Principios de su funcionamiento ................................................. 29
Tipos de Máser ........................................................................... 30 Aplicaciones del Máser .............................................................. 31 Red .................................................................................................. 31 Conexiones de Red .................................................................... 33 Medios de Transmisión de una Red ........................................... 34 Topología de Una Red ............................................................... 35 Compartir Información ................................................................ 36 Funcionamiento y Gestión de las Redes..................................... 38 Red de Area Local (LAN) ................................................................ 39 Conexiones Internas en una LAN .............................................. 40 Conexiones Externas en una LAN ............................................. 41 Modos de Transmisión en la Comunicación de Datos .................... 47 Simplex ....................................................................................... 42 Half Duplex ................................................................................. 43 Full Duplex ................................................................................. 43 Full Full Duplex ........................................................................... 43 La Interface RS 232 ........................................................................ 44 Características de las Señales Eléctricas .................................. 44 Características Mecánicas de la Interface ................................. 45 Conexiones a Tierra ................................................................... 46 Configuración de la Transmisión de Datos ................................ 46 El MAX 232 ..................................................................................... 46 El Circuito Integrado XR 2206 ......................................................... 48 El Circuito Integrado XR 2211 ......................................................... 49 Definición de Términos Básicos ........................................................... 50 Bit ............................................................................................... 50 Byte ............................................................................................ 50 Baudio ........................................................................................ 50 Ruido .......................................................................................... 50 Distorsión ................................................................................... 51 Telecomunicación ...................................................................... 51 Hardware Software ..................................................................... 52 Modulación ............................................................................... 56 Amplificador ................................................................................ 57 Red ............................................................................................. 57 Red de Área local o LAN ............................................................ 58 Sistema de Variables ........................................................................... 59 Sistema de Comunicación .......................................................... 59 Tecnología Láser ........................................................................ 60 CAPITULO III “MARCO METODOLOGICO” ...................................... 62 Tipo de Investigación ........................................................................... 63 Metodología Utilizada ........................................................................... 64 Definición de las Especificaciones .................................................. 65
Esquema General del Hardware ..................................................... 65 Ordinograma General ...................................................................... 65 Adaptación entre el Hardware y Software ....................................... 66 Ordinogramas modulares y codificación de programas................... 66 Implementación del Hardware ......................................................... 66 Depuración del Software ................................................................. 67 Integración del Hardware con el Software ...................................... 67 Construcción del Prototipo definitivo y Pruebas Finales ................. 67 Materiales y Equipos Utilizados ........................................................... 68 Técnicas de Recolección de Datos ...................................................... 71 CAPITULO IV “RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN”................. 72 Resultados de la Investigación ............................................................. 73 Definición de las Especificaciones .................................................. 73 Esquema General del Hardware ..................................................... 74 Ordinograma General ...................................................................... 78 Adaptación entre el Hardware y Software ....................................... 80 Ordinogramas modulares y codificación de programas................... 81 Implementación del Hardware ......................................................... 85 Depuración del Software ................................................................. 88 Integración del Hardware con el Software ...................................... 88 Construcción del Prototipo definitivo y Pruebas Finales ................. 89 Discusión de los Resultados ................................................................ 89 CONCLUSIONES ...................................................................................... 92 RECOMENDACIONES ............................................................................. 93 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS........................................................... 94 ANEXOS ................................................................................................... 97
1
INTRODUCCIÓN
Actualmente las áreas de electrónica y computación van de la mano
en el mundo de las telecomunicaciones; la vanguardia la llevan aquellos
sistemas de comunicaciones que posean altas velocidades y capacidad de
información al mismo tiempo, aunado a bajos costos de consumo y de
mantenimiento. Debido a esto se ha trazado el objetivo de desarrollar un
sistema de comunicación entre dos computadores personales utilizando
tecnología láser.
Los resultados esperados con la realización de este trabajo de
investigación fue el proporcionar un láser como medio de comunicación entre
dos computadores personales.
La Investigación se caracteriza por ser de tipo descriptiva en su
contenido y aplicada en su propósito.
Para ello se desarrolla dicha investigación en cuatro capítulos: en el
primero EL PROBLEMA, se plantean las características del problema, el
objetivo general y objetivos específicos, la justificación y la delimitación de la
investigación.
2
El segundo capítulo llamado MARCO TEORICO, contiene los
fundamentos teóricos y los conocimientos básicos que ayudaran a facilitar la
comprensión del funcionamiento del sistema. Estos datos son basados en
las siguientes variables de trabajo: sistema de comunicación y tecnología
láser.
El tercer capitulo, EL MARCO METODOLÓGICO, presenta el tipo de
investigación, los materiales, los equipos requeridos y metodología aplicada.
Finalmente en el cuarto capítulo, RESULTADOS DE LA
INVESTIGACIÓN, muestra los resultados de los procedimientos
mencionados en el capitulo anterior; en general se desarrolla paso por paso
lo realizado a lo largo de la investigación siguiendo la metodología descrita
en el capítulo tres, hasta concluir con el objetivo general propuesto.
Finalmente se presentan las recomendaciones para mejorar el
funcionamiento y la optimización del sistema en futuras investigaciones,
también se incluyen las conclusiones de la investigación, además para una
mejor comprensión de lo tratado se incluyen los anexos, que poseen entre
otras cosas los diagramas y planos del sistema, y las hojas de datos con las
características de los integrados utilizados.
3
En conclusión, siguiendo la metodología presentada por Angulo
(1996), los resultados obtenidos fueron satisfactorios y provechosos, ya que
se pudo llevar a cabo la comunicación entre dos computadores personales
utilizando la tecnología láser.
