1 Comunicaciones de Datos Objetivo: Conocer y comprender los
conceptos fundamentales de la transmisión de datos y
telecomunicaciones en los aspectos análogo y
digital.
2 Unidades Temáticas 1.- Comunicaciones
electrónicas: Introducción, Medios de
Transmisión. 2.- Sistemas de Comunicación
Digital:Técnicas de Codificación, Muestreo,
Modulación/Demodulación, PAM, PPM, CPM,etc. Ruidos
en Sistemas de Comunicaciones, Conversión A/D y D/A,
Multiplexación. 3.- Redes de Computadores:
Introducción, Definición, Modelo ISO/OSI,
Topología, elementos de interconexión de redes,
arquitectura, Protocolos. 4.- Redes industriales de Campo
Apunte1 3 Sistema de Evaluación: 3 Certámenes:
Primer Certamen : 21 de Septiembre Segundo Certamen : 26 de
Octubre Tercer Certamen : 30 de Noviembre Examen : 07 de
Diciembre Bibliografía: Comunicaciones y Redes de
Computadores, William Stallings, 6ta. Edición Redes de
Computadores, Andrew S. Tanenbaum Redes de Computadoras, Internet
e Interredes, Douglas E. Comer Internet
Apunte1 4 Introducción La comunicación se lleva a
cabo a través de transmisión de señales
eléctricas, las cuales deben ser lo más
rápidas y eficientes posible. Objetivo de los Sistemas de
Transmisión: Transportar una corriente de bits o
señales análogas desde una máquina fuente a
una destino
Apunte1 5 Introducción Cualquier medio físico de
transporte de señal está sujeto a ciertas
restricciones, en particular que se pierde intensidad en la
señal a medida que se difunde. El número de cambios
de estado de la línea por segundo se conoce como baudio.
Esto no corresponde a los bits/s (o bps), puesto que usualmente
se codifican varios bits en cada estado (según el
número de estados diferentes de la línea: con 8
estados puedo transmitir de a tres bits a la vez).
Apunte1 6 Introducción El ancho de banda de la
línea indica cual es la banda de frecuencias que soporta
la línea, esto limita seriamente la capacidad de bits/s
que se pueden transmitir. Por ejemplo, en una línea
telefónica, solo se transmite un rango audible y generable
por la voz humana, esto da una frecuencia máxima de unos
3000 Hz. Usando codificación binaria normal, no hay como
llegar a más de 9600 bps. Se mejora usando codificaciones
diferentes en varias frecuencias a la vez (multiplexar).
Apunte1 7 Modelo de un Sistema de Comunicaciones Fuente Genera la
data a ser transmitida Transmisor Convierte los datos en
señales transmitibles, codificándolas. Sistema de
Transmisión Sistema que transporta la señal, puede
ser una línea o una compleja red Receptor Convierte la
señal recibida en datos Destino Recibe datos
enviados
Apunte1 8 Modelo de un Sistema de Comunicaciones ETD/DTE DCE/ETCD
DCE/ETCD ETD/DTE ETD/DTE: Equipo Terminal de Datos ETCD/DCE:
Equipo Terminal de Circuito de Datos
Apunte1 9 Tareas claves en la comunicación
Utilización del Sistema de Transmisión: Uso eficaz
Interfaces Generación de la señal de manera que se
pueda propagar por el medio, para ser recepcionada en forma
correcta. Sincronización: Determinar inicio y
término de la comunicación y duración de
cada dato. Gestión de intercambio: Acuerdo de
función de cada elemento
Apunte1 10 Tareas claves en la comunicación
Detección de error y corrección Direccionamiento y
encaminamiento: Identificación de cada equipo y rutas a
seguir según destino. Recuperación ante fallas del
Sistema de comunicación Formato de los datos o mensaje
enviado Seguridad Administración de red
Apunte1 11 Ejemplo simple Sistema de Comunicación
Apunte1 12 Transmisión Análoga Modem Modem Medio
Transmisión
Apunte1 13 Transmisión Digital DTU DTU Medio
Transmisión
Apunte1 14 Capa 1: Medios de Transmisión Es el camino
físico entre el transmisor y el receptor La
información se transmite por cables al variar alguna
propiedad física, como el voltaje o la corriente. En una
transmisión se debe tomar en cuenta las
características: Eléctricas Mecánicas Medio
de Transmisión Procedimiento de Transmisión.
Apunte1 15 Definiciones Medio Físico guiado: por ejemplo:
par trenzado, fibra óptica No guiado:por ejemplo: aire,
agua, vacío
Apunte1 16 Definiciones Enlace Directo Sin dispositivo intermedio
Punto a Punto Enlace Directo Sólo 2 equipos comparten el
enlace Multi-punto Más de 2 dispositivos comparten el
enlace
Apunte1 17 Definiciones Simplex Transmisión sólo en
una dirección, ejemplo: Televisión Half duplex En
ambas direcciones, pero no al mismo tiempo ejemplo: Transmisiones
de radio Full duplex En ambas direcciones al mismo tiempo
ejemplo: teléfono
Apunte1 18 Definiciones Full Duplex: En muchas aplicaciones se
requiere que los datos fluyan asincrónicamente en ambos
sentidos simultáneamente (Tx dúplex). El conductor
G es la conexión de tierra o retorno de señal. El
terminal T es el de Tx, el R es el de Rx de datos.
Apunte1 19 Definiciones Velocidad en Baudios: Es la velocidad que
se mide según el número de cambios de niveles que
experimenta una señal o símbolos, determinando la
capacidad necesaria de un canal dado. (Velocidad en Baudios= 1/
Ts, donde Ts: Tiempo duración de un Símbolo)
Apunte1 20 Definiciones Transmisión Serial: La
información es transmitida secuencialmente por un cable
Transmisión paralela: Varios bits son transmitidos en
forma simultánea, por diferentes cables, uno por
señal.
Apunte1 21 Frecuencia, Espectro y Ancho de Banda Conceptos en el
dominio del tiempo Señal continua La intensidad de la
señal varía suavemente en el tiempo, sin
discontinuidades Señal Discreta La intensidad de la
señal se mantiene constante durante un intervalo de
tiempo, tras el cual cambia a otro valor constante Señal
periódica Poseen un patrón que se repite en el
tiempo s(t + T) = s(t) Señal no periódica No existe
patrón que se repita en el tiempo
Apunte1 22 Señal Continua y Señal Discreta
Apunte1 23 Señales Periódicas
Apunte1 24 Señal Sinusoidal Amplitud Peak (A)
Máxima intensidad de la señal Frecuencia (f)
Velocidad de cambio de la señal Hertz (Hz) o ciclos por
segundo Period = tiempo para una repetición (T) T = 1/f
Fase (?) Posición relativa de la señal en el
tiempo
Apunte1 25 Señales Sinusoidales
Apunte1 26 Longitud de Onda Distancia ocupada en un ciclo
Distancia entre 2 puntos correspondiente a la misma fase en dos
ciclos consecutivos ? Asumiendo la señal de la velocidad v
? = vT ?f = v c = 3*108 ms-1 (velocidad de la luz en el
espacio)
Apunte1 27 Conceptos en el Dominio de la frecuencia Una
señal puede estar compuesta de muchas frecuencias, es
decir por varias componentes de señales sinusoidales Tal
como lo da el análisis en la Serie de Fourier
Apunte1 28 Conceptos en el Dominio de la frecuencia Serie de
Fourier: Si g(t) es una función periódica,
ésta se puede representar como una suma finita de senos y
cosenos, según la Serie de Fourier de la siguiente manera:
g(t) = ½ * c +?an sen(2?nft) + ?bncos(2?nft) Donde f= 1/T
frecuencia fundamental y: an= (2/T)* g(t)sen(2?ft)dt bn= (2/T)*
g(t)sen(2?ft)dt c= (2/T)* g(t)dt
Apunte1 29 Suma de Componentes de Frecuencias Diferentes
Apunte1 30 Dominio de la Frecuencia
Apunte1 31 Espectro y Ancho de Banda Espectro Conjunto de
frecuencias que contiene la señal Ancho de Banda absoluto
Ancho del espectro Ancho de Banda efectivo Banda estrecha donde
se concentra la mayor energía de la señal
Normalmente llamado Ancho de Banda Componente continuo (DC)
Componente de frecuencia cero
Apunte1 32 Conceptos en el Dominio de la frecuencia Si se
envía una señal digital por medio de una Serie de
Fourier, al perderse algunas armónicas componentes de la
señal o disminuir su intensidad, sólo provoca que
la señal resultante disminuya en amplitud, pero no se
distorsiona. Generalmente, como los canales de transmisión
tienen un Ancho de Banda limitado, con una frecuencia de corte
(fc), siempre parte de las componentes se perderán. Las
componentes que no se atenúan van desde 0 a fc.
Apunte1 33 Señal con componente continua
Apunte1 34 Velocidad de Transmisión y Ancho de Banda
Cualquier Sistema de Transmisión está limitado a
una banda de frecuencias Esto limita la velocidad de los datos
que pueden ser transportados
Apunte1 35 Velocidad de Transmisión y Ancho de Banda Tasa
de envío máxima de un canal: Tiempo para transmitir
un bit depende de la forma de codificación,como de la
velocidad de transmisión. Teorema de Nyquist:
Máxima tasa de envío de un canal de ancho de banda
B, para una señal con N niveles discretos, según el
teorema de Nyquist es: Velocidad máxima= 2Blog N ²
Bits/seg En condiciones ideales.
Apunte1 36 Velocidad de Transmisión y Ancho de Banda
Teorema de Shannon: Si el canal tiene ruido, y S/N, es la
relación Potencia de Señal/Potencia Señal
ruido en decibeles, el teorema de Shannon determina que:
Velocidad máxima= B*log (1 + S/N) Donde: B= Ancho de Banda
S/N=10log(S/N) decibeles
Apunte1 37 Transmisión de Data Análoga y Digital
Datos Entidad capaz de transportar información
Señales Representaciones eléctricas o
electromagnéticas de los datos Transmisión
Comunicación de datos mediante la propagación y
procesamiento de las señales
Apunte1 38 Datos Análogos Valores continuos dentro de un
intervalo. Digital Valores discretos
Apunte1 39 Señales Forma que los datos se propagan
Análoga Varía continuamente Se transmite por
diferentes medios cobre, fibra óptica, espacio Ancho Banda
de la voz 100Hz a 7kHz Ancho Banda del Teléfono 300Hz a
3400Hz Ancho Banda del Video 4MHz Digital Use 2 componentes
DC
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