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Modulación
Unidad 3
Fundamentos de telecomunicaciones
En telecomunicaciones el término de modulación engloba el conjunto de técnicas para transportar datos sobre una onda portadora, típicamente una onda sinusoidal.
Estas técnicas permite un mejor aprovechamiento del canal de comunicación lo que permitirá transmitir más datos de forma simultanea o proteger estos datos de posibles interferencias y ruidos.
¿Qué es modulació
n?
La modulación consiste en hacer que un parámetro dela onda portadora cambie de valor de acuerdo con las variacionesde la señal moduladora, que es la información que queremostransmitir.¿Qué es
modulación?
Ventajas de la modulación
Facilita la propagación de la señal de información por cable o por el aire.
Optimiza el ancho de banda de cada canal.
Evita interferencia entre canales.
Protege a los datos de las degradaciones por ruido.
Métodos de modulación
Analógico/analógico Digital/analógicoAnalógico/digital Digital/digital
Modulación analógica
Analógica a analógicaMODULACIÓN DE AMPLITUD (AM)
La señal portadora se modula de forma que su amplitud varíe con respecto a los cambios de amplitud de la señal modulada.
La fase y la frecuencia de la portadora no son modificados.
Ventajas de
amplitud modulad
a
Es capaz de ofrecer educación, información y entretenimiento en aquellas zonas donde no existen servicio locales.
La AM es el medio preferido por los radiodifusores internacionales para cualquier parte del mundo con unos costos muy bajos.
Millones de personas de todo el mundo siguen informándose y formándose gracias ala AM.
Su modulación de AM es simple y por consecuencia los receptores son sencillos y baratos.
Desventajas de Amplitud Modulada.
Afectan fácilmente diversos fenómenos atmosféricos, señales electrónicas con frecuencias parecidas.
Las interferencias ocasionadas por los aparatos electrónicos tales como motores y generadores.
Modulación de frecuencia (FM)
Analógica a analógica
MODULACIÓN DE FRECUENCIA (FM)En la transmisión de frecuencia modulada (FM), se modula la frecuencia de la señal portadora para seguir los cambios en los niveles de voltaje (Amplitud) de la señal modulada. La amplitud y fase de la
señal portadora no son modificados
La modulación en frecuencia es más complicada de analizar analíticamente y los equipos prácticos resultantes son más caros y complicados que en el caso de AM.
Ventajas de modulación de
frecuencia.
Apenas le afectan las interferencias y descargas estáticas.
Costos relativamente bajos en equipos. Mayor calidad de reproducción como resultado de
casi inmunidad hacia las interferencias eléctricas. Necesitan una potencia de modulación mucho
menor que las de amplitudes. Las señales moduladas en frecuencia son mucho
menos afectadas por ruidos y señales externas.
Es una modulación que se caracteriza porque la fase de la onda portadora varía en forma directamente proporcional de acuerdo con la señal modulante.
La modulación de fase no suele ser muy utilizada porque se requieren equipos de recepción más complejos que los de frecuencia modulada.
Además puede presentar problemas de ambigüedad para determinar si una señal tiene una fase de 0º o 180º.
Modulación por Fase o Fase
Modulada (PM)
Ventajas de
modulación de fase.
Reducción de ruido.
Fidelidad mejorada del sistema.
Uso mas eficiente de la potencia.
AM, FM, PM
Modulación digital
Modulación por desplazamiento de
amplitud(ASK)
Digital a analógicoMODULACIÓN POR
DESPLAZAMIENTO DE AMPLITUD(ASK)
En la Modulación por desplazamiento de amplitud la potencia de la señal portadora se cambia para representar el 0 y el 1 binario.
La frecuencia y la fase de la señal portadora no son modificados.
ventajas:
-Reducción en la cantidad de energía necesaria para transmitir la información.-Los procesos de modulación y demodulación son relativamente baratos.
desventajas:
Al ser similar a la modulación AM, es también lineal y sensible al ruido atmosférico, distorsiones, requiere una amplitud de banda excesiva debido a que la cantidad de señales de frecuencia significativas que contiene el espectro, depende directamente de la relación entre el período y el tiempo de duración de los pulsos;
Fórmula (A)= es amplitud de la señal(Fc)= es la frecuencia de la portadora(t) es tiempo
¿Por qué 2 ?
La técnica ASK se usa para la transmisión de datos digitales en fibras ópticas. ASK se usa típicamente a 1.200 bps como mucho.
Modulación por desplazamiento de
frecuencia(FSK)
Digital a analógicoMODULACIÓN POR DESPLAZAMIENTO
DE FRECUENCIA(FSK)
En la Modulación por desplazamiento de frecuencia, la frecuencia de la señal portadora se cambia para representar el 0 y el 1 binario.
La amplitud y la fase de la señal portadora no son modificados.
Los valores se representan por diferentes frecuencias (cercanas a la portadora).
Menos susceptible a errores que la ask
Velocidad de transmisión de 12000bps
Costo medio en los equipos de modulación
Características
Ventajas Inmunidad al ruido Almacenamiento y procesamiento Las señales son mas fácil de medir y evaluar Los equipos consumen menos energía
Desventaja Requieren mas ancho de banda Requiere sincronización precisa Los sistemas de transmisión son incompatibles con las instalaciones existentes
Formula
Modulación por desplazamiento de
fase(PSK)
Digital a analógicoMODULACIÓN POR
DESPLAZAMIENTO DE FASE(PSK)
En la Modulación por desplazamiento de fase, la fase de la señal portadora se cambia para representar el 0 y el 1 binario.
La amplitud y la frecuencia de la señal portadora no son modificados.
2-PSK
Digital a analógico
MODULACIÓN POR DESPLAZAMIENTO
DE FASE(PSK)
4-PSK
La modulación por desplazamiento de fase está limitada por la habilidad de los equipos de distinguir pequeñas diferencias en la fase.
Fórmula
Digital a analógicoMODULACIÓN DE
AMPLITUD EN CUADRATURA
(QAM)
La modulación de amplitud en cuadratura significa combinar la modulación por desplazamiento de amplitud con la modulación por desplazamiento de fase. Esta combinación resulta en numerosas variaciones de señal, que pueden representar varios bits en una sola unidad de señal.
Digital a analógicoMODULACIÓN DE AMPLITUD EN CUADRATURA
(QAM)
Ventajas de QAM
Ofrece la posibilidad de transmitir dos señales en la misma frecuencia, de forma que favorece el aprovechamiento del ancho de banda disponible.
Mayor inmunidad al Ruido. Menor consumo de energía eléctrica. Menor costo. Proveen transmisiones de mejor calidad. Compatibilidad con servicios digitales de datos. Mayor seguridad en la transmisión de datos.
Desventaja de QAM
Su inconveniente es que es necesario realizar la demodulación con demoduladores síncronos.
La sincronización es: cuando determinados fenómenos ocurran en un orden predefino o ala vez.
Formula
Técnicas de modulación
digital
CONVERSIÓN
ANALOGICO/DIGITAL
Este tipo de modulación es ideal para transportar voz y video.
Muestreo: El proceso de muestreo es común a todos los sistemas de modulación de pulsos y por lo general, su descripción se hace en el dominio del tiempo. Mediante el muestreo, una señal analógica continua en el tiempo, se convierte en una secuencia de muestras discretas de la señal, a intervalos regulares.
Modulación por
amplitud de pulsos(pam)
Modulación por
codificación en pulsos
(pcm)
Muestreo: Para convertir una señal analógica en señal PCM el primer paso es muestrearla, obteniendo de esta forma una señal discreta en un dominio pero continua en su rango, es decir, está definida únicamente en unos instantes de tiempo pero la amplitud que puede alcanzar en dichos instantes es cualquiera.
En esta técnica de modulación digital cada muestra del mensaje se codifica en una secuencia única de impulsos, generalmente binarios.
Modulación por Duración
de Pulso (PDM)
En el caso de la modulación por duración de pulso, la amplitud y la separación de los pulsos permanece constante, siendo la anchura de los mismos lo que varía de acuerdo con la amplitud de la moduladora. A mayor amplitud de la señal inicial mayor anchura en el pulso de la señal modulada, tal como se muestra en la siguiente figura:
