1 CURSO VERANO 2012: FUNDAMENTOS E INTRODUCCION A LAS TELECOMUNICACIONES © ILCEO: ING. MIGUEL ANGEL...
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CURSO VERANO 2012: FUNDAMENTOS E INTRODUCCION A LAS TELECOMUNICACIONES
© ILCEO: ING. MIGUEL ANGEL PEREZ SOLANO
INSTRUCTOR : MIGUEL ANGEL PEREZ SOLANOIngeniero en Comunicaciones y Electrónica
Instituto Tecnológico de Oaxacahttp://solano.orgfree.com
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1.1 LAS TELECOMUNICACIONES
Definición: toda transmisión, emisión o recepción de signos, señales, escritos, imágenes, sonidos, datos o información de cualquier naturaleza; utilizando medios físicos o inalámbricos.
Proviene del griego “tele”, que significa “a distancia” o “lejos”. Por tanto, el término telecomunicaciones cubre todas las formas de comunicación a distancia, incluyendo radio, telegrafía, televisión, telefonía fija y móvil, redes de datos, etc.
1.2 ELEMENTOS BASICOS DE UN SISTEMA DE COMUNICACIÓN ELECTRONICA
3
El objetivo principal de todo sistema de comunicaciones es intercambiar información entre dos entidades.
Fuente de Información
Transmisor
Medio de transmisión
Receptor
Destino de la información
1.2 ELEMENTOS BASICOS DE UN SISTEMA DE COMUNICACIÓN ELECTRONICA…….cntd’
4
Aunque el modelo presentado pueda aparecer aparentemente sencillo, en realidad implica una gran complejidad
1.3 CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES
5
Por su modo de TX: Un modo de transmisión describe la forma en como fluye la información en un sistema punto a punto.
CITAR EJEMPLOS
1.3 CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES….cnted’
6
Los sistemas tambien se pueden clasificar por su mecanismo de flujo.
Enlace directo: direct link
Enlace punto a punto: point to point link
Point to multipoint Multipoint to multipoint
1.3 CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES….cnted’
7
Los sistemas también se pueden clasificar por topología: Se llaman topologías de red a las diferentes estructuras de intercomunicación en que se pueden organizar las redes de telecomunicaciones entre dispositivos.
1.4 CLASIFICACION DE LOS MEDIOS DE TRANSMISION
8
Los medios de transmisión son los elementos por los que se transporta la información, haciendo que llegue con la menor cantidad de ruido y distorsión a todos los nodos (estaciones) involucrados en el proceso de la comunicación.
Clasificación General
Medios Guiados; físicos, limitados
Medios no guiados; no físicos, ilimitados, inalámbricos
Cables de par trenzadoCables coaxialesFibras ópticas
El espacio libre (aire)Agua
1.4 CLASIFICACION DE LOS MEDIOS DE TRANSMISION
CABLE COAXIAL (GUIADO)
9
1.4 CLASIFICACION DE LOS MEDIOS DE TRANSMISION
CABLES DE PAR TENZADO(GUIADO)
10
UTP
FTP
STP
MAS INFORMACION SOBRE CABLES
<CLICK HERE>
1.4 CLASIFICACION DE LOS MEDIOS DE TRANSMISION
CABLES DE PAR TENZADO
11
1.4 CLASIFICACION DE LOS MEDIOS DE TRANSMISION
FIBRA OPTICA (GUIADO)
12
Ver video
FIBER 101 FIBER 101 pdf
1.4 CLASIFICACION DE LOS MEDIOS DE TRANSMISION
FIBRA OPTICA (GUIADO)
13
1.4 CLASIFICACION DE LOS MEDIOS DE TRANSMISION
ESPACIO LIBRE: ( NO-GUIADO)
14
Sistemas Radioeléctricos: Se conoce así a la transmisión de señales a través del espacio, mediante ondas electromagnéticas, sin que haya conexión física entre transmisor y receptor. El medio de propagación es, en este caso, el aire vacío.
En el trabajo con sistemas radioeléctricos es frecuente emplear el término radiofrecuencia (RF), y por tal, se entiende la frecuencia a la que la radiación de energía electromagnética es útil para propósitos de comunicación.
Así, las radiofrecuencias abarcan desde unos pocos KHz hasta más de 100 GHz.
Se conoce como canal de radiofrecuencia a la parte del rango en frecuencias que ocupa una comunicación inalambrica.
1.4 CLASIFICACION DE LOS MEDIOS DE TRANSMISION
ESPACIO LIBRE: ( NO-GUIADO)
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FRECUENCIAPERIODOLONGITUD DE ONDAAMPLITUDVELOCIDAD
Ver video
1.5 SEÑALES Y SU CLASIFICACION
16
Una señal es una variable física que contiene o transporta información
Nos interesan especialmente las señales que varían en el tiempo. Las señales variables en el tiempo pueden representarse mediante una función del tiempo x(t).
1.5 SEÑALES Y SU CLASIFICACION
17
Algunas señales son periódicas, es decir: x(t + T) = x(t)
Un parámetro importante de las señales es su energía.
En muchos casos la energía se representa apropiadamente mediante la potencia
1.5 SEÑALES Y SU CLASIFICACION
18
Si la señal es una tensión, corriente, presión sonora, desplazamiento, velocidad, etc., la potencia resulta ser proporcional al cuadrado del voltaje (amplitud) de la señal:
W(t) = K x2(t)
1.5 SEÑALES Y SU CLASIFICACION
19Señales periódicas Señales Aperiódicas
1.6 ANALISIS MATEMATICO DE SEÑALES DESDE FOURIER
20
Jean Baptiste Joseph Fourier (21 March 1768 – 16 May 1830) was a French mathematician and physicist best known for initiating the investigation of Fourier series and their applications to problems of heat transfer and vibrations. The Fourier transform and Fourier's Law are also named in his honour.
Serie de FourierSerie de Fourier
1.6 ANALISIS MATEMATICO DE SEÑALES DESDE FOURIER(SERIES)
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A una señal periódica puede asignársele una frecuencia igual a la cantidad de ciclos por segundo. La señal periódica más simple es la onda senoidal
Muchas señales habituales están formadas por ondas senoidales de
varias frecuencias a la vez.
Esto es la consecuencia del teorema de FOURIER
Cualquier función periódica de
frecuencia f puede considerarse como la superposición de una
serie de ondas senoidales de
frecuencias f, 2f, 3f, 4f, etc
SIMULADOR
1.6 ANALISIS MATEMATICO DE SEÑALES (EL TEOREMA o SERIES DE FOURIER)
22
Los valores Xn se llaman coeficientes de Fourier, y se calculan de la siguiente manera...
SIMULADOR
1.6 ANALISIS MATEMATICO DE SEÑALES (EL TEOREMA O SERIES DE FOURIER)
23
La representación anterior tiene la desventaja de que requiere la gráfica de todas las ondas senoidales que constituyen la señal.
Una forma más económica y menos confusa de representar las componentes de una señal, es mediante un analisis espectral
1.6 ANALISIS MATEMATICO DE SEÑALES (EL TEOREMA DE FOURIER)
24
El espectro de una señal es una lista de las frecuencias y amplitudes (y en algunos casos las fases) de las ondas senoidales que lo constituyen.
La energía total es igual a la suma de las energías de todos los armónicos
La importancia de la representación espectral de las señales radica en que la mayoría de los sistemas físicos se comportan de diferente forma ante diferentes frecuencias
Las frecuencias de las ondas senoidales puras que forman una señal periódica son múltiplos de una frecuencia dada. Estas senoides se denominan armónicos
1.6 ANALISIS MATEMATICO DE SEÑALES (transformada de fourier)
25
La mayoría de las señales no son periódicas, sino que varían en forma aleatoria.
Este carácter aleatorio es en realidad lo que permite conferir mayor cantidad de información.
Es posible extender el concepto de serie de Fourier al caso de señales no periódicas.
Para ello consideremos una onda no periódica x(t), de la cual seleccionamos una porción de duración T
1.7 EL ESPECTRO ELECTROMAGNETICO
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Conjunto de ondas electromagnéticas que se propagan de manera ondulatorias y con velocidad constante, que es la de la luz (300.000 km/s) . Las ondas electromagnéticas se dividen en luz visible, infrarroja, ultravioleta, rayos X, rayos gama, radiofrecuencia y microondas. Cada onda se diferencia en la frecuencia (número de vibraciones en la unidad de tiempo) y la longitud (distancia entre dos ondas sucesivas). Frecuencia y longitud de onda son inversamente proporcionales, por esto su producto siempre es constante e igual a la velocidad de la luz.
1.7 EL ESPECTRO RADIOELECTRICO
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Está compuesto por un conjunto de frecuencias que se agrupan en “bandas de frecuencias”.
Es utilizado por los dueños de una Concesión o licenciatario para la prestación de Servicios de comunicaciones inalámbricas, radiodifusión (AM, FM) y televisión, Internet, Telefonía Fija y Celular
También es utilizado mediante asignaciones para la operación de Sistemas relacionados con seguridad, defensa, emergencias, transporte e investigación científica, así como aplicaciones industriales y domésticas (Sistemas de Radionavegación Marítimas y Aeronáuticas, Sistemas de Seguridad (Aeropuertos, Alarmas, Radiolocalización de vehículos, Monitoreo, etc.), diversos Sistemas y Servicios Radioeléctricos tanto de uso civil como militar (Fuerzas de Seguridad, FFAA, Policía, Bomberos, Defensa Civil, Salud Pública, Radioaficionados, Radiotaxis, Radiomensajes, etc.).
Es uno de los elementos sobre los que se basa el sector de la información y las comunicaciones para su desarrollo y, para todo ciudadano, se traduce en un medio para acceder a la información.
1.7 EL ESPECTRO ELECTROMAGNETICO(Espectro radioeléctrico)
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Ver cuadro nacional de atribución de frecuencias
1.8 ANTENAS(definicion y radiador isotropico)
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Una antena es un “dispositivo” generalmente metálico especialmente diseñado para radiar y recibir ondas de radio” que adapta la salida del transmisor o la entrada del receptor al medio.
Físicamente esta antena no existe. Se define como una antena puntual que radía energía uniformemente en todas direcciones. El flujo de energía en la unidad de tiempo y por unidad de área es conocido como Vector de Poynting, o Densidad de Potencia [Watts / m2]. Este vector solo tiene componente radial para una fuente puntual.
Una antena cumple con el principio de la reciprocidad: Las características de transmisión son iguales en la recepción.
1.8 ANTENAS(dipolo de media onda)
30
1.8 ANTENAS(parámetros básicos de una antena)
31
GANANCIA……………………dbd y dbi
DIRECTIVIDAD……………….. Omnidireccionales y direccionales
POLARIZACION………………Horizontal, vertical, eliptica.
ANCHO DE BANDA…………. Es el rango de frecuencias a los cuales los parámetros de antena son similares a las que tendría si operara en la frecuencia central .
1.8 ANTENAS(Clasificación de las antenas)
32
Según su forma Según su ganancia Según la forma del patrón de radiación Según ancho de banda, precio, etc. Según la aplicación habrá una antena con mejores características
según nuestras necesidades
1.8 ANTENAS(ejemplos)
33
Telefonía celular satelital Reflectores parabólicos Antenas de Array
Antena foco primario Antena offset Antena cassegrain Antena dipolo corto
1.8 ANTENAS(ejemplos)
34
logoperiodica yaguiTV de Alta definición Antenas de panel
Antena Yagui Antena de radar Antena HF Antena CONEJO
1.9 ANCHO DE BANDA: SHANNON
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El ancho de banda es la longitud, medida en Hz, del rango de frecuencias en el que se concentra la mayor parte de la potencia de la señal. Puede ser calculado a partir de una señal temporal mediante el análisis de Fourier.
LEY DE SHANNON
1.10 NORMATIVIDAD EN SISTEMAS DE COMUNICACION
36
COFETEL www.cofetel.com
Ley federal d telecomunicaciones
Union Internacional de telecomunicaciones
IEEE: Instituto de Ingenieros Electrónicos y Eléctricos
1.11 PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN: EL MODELO OSI
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En 1984, éste modelo a ser el estándar internacional para las comunicaciones en red al ofrecer un marco de trabajo conceptual que permitía explicar el modo en que los datos se desplazaban dentro de una red.
1.11 PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN: EL MODELO OSI
38
El modelo OSI divide en 7 capas el modelo de transmisión de la información entre equipos, donde cada capa se encarga de ejecutar una parte del proceso global.
Este marco de trabajo estructurado en capas, aun siendo puramente conceptual, puede utilizarse para describir el conjunto de protocolos reales que se utilizan en la interconexión de sistemas.
Una pila o suite de protocolos, no son mas que un jerarquia e pequeños protocolos que trabajan juntos en la transmision de datos
1.11 PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN: EL MODELO OSI(conceptos)
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MODELO OSI
Significa:
Open
System
Interconection Desarrollado por:
International
Standarization
Organization
Esta implementado en Hardware, Firmware y Software
La aplicación y el medio de Tx
no forman parte del modelo
Involucra un mecanismo
de encapsulami
ento y desencapsul
amiento
En flujo de datos es
vertical y la comunicació
n es horizontal
1.11 PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN: EL MODELO OSI(conceptos)
40
1.11 PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN: EL MODELO OSI(a fondo)
41
1.11 PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN: EL MODELO OSI(OSI vs TCP/IP)
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FIN DE LA UNIDAD 1
43