• Author / Uploaded
• yuli yimena rueda tellez

• Categories
• Modulación de frecuencia
• Ingeniería Electrónica
• Inalámbrico
• Ingenieria Eléctrica
• Tecnología de información y comunicaciones

Citation preview

Sistemas de comunicación

Tarea 1 Identificar los sistemas de comunicaciones

Presentado por: Jorge Ivan Mendieta Muñoz Código: 5826178 Jucelly Argenis Moreno Rueda Código: 1.012.351.706 Nelson Hernando Farfán. Código: 80147907 Julián Andrés Villamil Penagos Código: 80817371 Álvaro Luis Barrios Álvarez Código:1045692256

Presentado a: Freddy Mayo Rentería

Grupo: 2150504_11

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA BOGOTA AGOSTO 2019 1

TABLA DE CONTENIDO Introducción .....................................................................................................................................1 Objetivos ..........................................................................................................................................2 Objetivo General .......................................................................................................................2 Objetivos Especificos ...............................................................................................................2 Desarrollo de la actividad ................................................................................................................3 Modelo Sistemas de comunicación .................................................................................................. 3 Banda de Frecuencia .................................................................................................................4 Señal y Ruido ............................................................................................................................6 Multiplexación .........................................................................................................................8 Ejercicios Prácticos ........................................................................................................................10 Ejercicios Prácticos Jorge Mendieta .......................................................................................10 Ejercicios Prácticos Jucelly Moreno .......................................................................................13 Ejercicios Prácticos Alvaro Barrios ........................................................................................15 Ejercicios Prácticos Julián Villamil ........................................................................................16 Ejercicios Prácticos Nelson Farfan .........................................................................................19 Conclusiones ..................................................................................................................................22 Bibliografía ....................................................................................................................................23

Introducción

A lo largo de la actividad: Tarea 1 - Identificar los sistemas de comunicaciones, fue indispensable seguir las indicaciones transmitidas mediante la guía y apoyarnos en la temática propuesta. De esta manera, fue necesario identificar los fundamentos de los sistemas de comunicación, a través de la solución de ejercicios tantos conceptuales como matemáticos relacionados con el manejo y tratamiento de una señal. Cualquier sistema de comunicación pasa información desde un origen o fuente a un destino por medio de un canal. Por lo general, la información de la fuente no está en una forma que tenga la capacidad de viajar a través de un canal, por tal razón se utiliza un dispositivo llamado transmisor en un extremo y un receptor en el otro. Los sistemas de comunicación han ido evolucionados con el ser humano cada día son más complejos los sistemas de transmisión y recepción como en la cantidad de interlocutores, estos medios han tenido que evolucionar con las necesidades que se presentan los consumidores en estos momentos, la comunicación es la base esencial de la evolución humana ya que con esto se pueden dar a conocer avances en todas las ramas de las ciencias, se puedan compartir ideas y generar soluciones a problemas que aquejan a las comunidades, sin tener la necesidad que los participantes estén frente a frente; con el desarrollo de este trabajo se va abordar desde los actores de las comunicaciones.

1

Objetivos Objetivo general Identificar los fundamentos de los sistemas de comunicación, a través de la solución de ejercicios tantos conceptuales como matemáticos relacionados con el manejo y tratamiento de una señal.

Objetivos específicos •

Identificar los elementos de un sistema de comunicación y su relación en el tratamiento de la señal.

•

Plantear un ejemplo de un sistema de comunicación relacionando cada uno de los elementos que lo componen.

•

Relacionar las bandas de frecuencia de los tipos de comunicación AM, FM, Comunicación satelital y los operadores Tigo, Claro y Movistar.

•

Relacionar los tipos de ruidos presentes en las comunicaciones analógicas.

•

Relacionar los tipos de multiplexación usados En las emisoras de radio FM.

•

Indicar el uso de la multiplexación usados en los switches que son equipos de redes.

•

Realizar ejercicios prácticos para calcular tasa de información, capacidad de canal, salida de potencia etc.

2

Desarrollo de la actividad

1. Modelo Sistemas de comunicación Diligencie la siguiente tabla y plantee con un ejemplo un sistema de comunicación donde relacione cada uno de los elementos, así como la descripción de los mismos.

Ilustración 1Diagrama de bloques de un sistema de comunicaciones tomado de: https://sites.google.com/site/tele01com/1-1elementos-de-un-sistema-de-telecomunicaciones

Ilustración 2 ejemplo de un sistema de comunicación tomado de: https://fernandosing.wordpress.com/2014/03/04/componentesde-un-sistema-de-comunicacion/

3

Elemento Fuente

Descripción Se encarga de generar los datos que desean ser trasmitidos. Por ejemplo: Computador o Celular, es el dispositivo que genera los datos para trasmitir.

Transmisor

Es el que codifica y empaqueta la información, adecua para poder ser transmitida a través del sistema. Por ejemplo: Modem,

Canal

Medio a través del cual las señales son transmitidas al punto de recepción, conecta la fuente con el destino. Por ejemplo: Red Pública.

Receptor

Es el que recibe y decodifica la información que ha sido transmitida, filtra el ruido que lleva la señal, acepta la señal proveniente del sistema y la convierte de la manera adecuada para que pueda ser recibida por el dispositivo de destino. ejemplo Modem,

Destino

Es el lugar donde llega la información, el que recibe la información del receptor. Por ejemplo: Computador o celular.

2. Banda de Frecuencia

Utilice la siguiente tabla en su informe para relacionar la banda de trabajo de los siguientes sistemas de comunicación. Tipo de comunicación

AM

FM

Banda de Frecuencia AM (Amplitud modulada o modulación de amplitud) se tiene un ancho de banda entre 10 KHz y 8 KHz, las ondas se pueden medir entre 100 metros y 1000 metros. Esta entre el rango de frecuencias 535 – 1605 KHz Las frecuencias de las portadoras de 540 a 1600 kHz están asignadas a intervalos de 10 kHz. La banda de radio FM va desde 88 a 108 MHz -entre los canales de televisión VHF 6 y 7-. Las estaciones de FM tienen asignadas frecuencias centrales empezando en 88,1 MHz, con una separación de 200 khz, y un máximo de 100 estaciones. Estas estaciones de FM

4

Comunicación satelital

Operador Tigo

tienen una desviación máxima de su frecuencia central de 75 kHz, lo cual deja unas "bandas guardas" superior e inferior de 25 kHz, para minimizar la interacción con las bandas de frecuencias adyacentes.” M Olmo R Nave recuperado de http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/Audio/radio.html Las bandas de frecuencia más usadas en la actualidad son: Banda Ku: usado para tv y el rango de frecuencia va de 11,7 a 12,7 GHz Banda Ka: usos variados y el rango de frecuencia de 18 a 31 GHz Banda C: rango de frecuencia de 5.9 a 6.4 GHz Banda VHF: 136 – 138 MHz, es usada por satélites meteorológicos 144 – 146 MHz, es para comunicar satélites amateurs. 148-150 MHz, se utiliza para enlaces de subida de los satélites que tiene enlaces de bajada en la banda. 149.95 – 150.05 MHz, se utiliza para satélites que proporcionan servicio de posicionamiento. 240 - 270 MHz, es usada para las comunicaciones satelitales militares. Banda UHF: 399.9 - 403 MHz, esta banda se utiliza para la navegación, posicionamiento, estándares de tiempo, frecuencia y satélites meteorológicos. 432 - 438 MHz, esta banda es utilizada por satélites amateurs y por algunos satélites de observación de la tierra. 460 - 470 MHz, esta banda se utiliza para satélites meteorológicos y ambientales. Banda L: 1.2 - 1.8 GHz, se utiliza para una variedad amplia de satélites y contiene muchas particiones. 1.67 - 1.71 GHz, se utiliza para los enlaces de bajada utilizadas por satélites meteorológicos de alta resolución. Banda S: 2.025 - 2.3 GHz, se usa para operaciones espaciales de investigación, incluyendo enlaces. 2.5 - 2.67 GHz, es utilizado por comunicaciones de difusión y punto a punto. Banda X :(8-12 GHz) Se usa principalmente para investigación espacial, operaciones de espacio profundo, y satélites ambientales y militares. 1900MHz 4G/Lte: Banda 4 - AWS - 1700Mhz Para 2G: 850 MHz / 1900 MHz. Para 3G: 850 MHz.

5

Operador Claro

Operador Movistar

Para 4G LTE: AWS 1,700 MHz -2100 MHz (B4). Para 2G y 3G: 850/1900 Para 4G LTE: AWS, que se compone de frecuencias de 1700 MHz y 2100 MHz.

3. Señal y Ruido Relacione en la siguiente tabla, los tipos de ruidos presentes en las comunicaciones analógicas, con sus palabras presente una breve reseña que los describa.

Tipo de ruido

Descripción

Ruido de Disparo o

Este tipo de ruido se debe a variaciones aleatorias en el flujo de

Impulso

corriente en dispositivos activos, como tubos al vacío, transistores y diodos de semiconductores. las vibraciones que se presentan son debido a que la corriente es un flujo de portadores, que lleva una cantidad limitada de carga. Por lo tanto, se considera la corriente como una serie de pulsos, en donde cada uno radica en la carga que trasporta un electrón. Este nombre de “ruido de disparo” se debe a que describe la llegada aleatoria de los electrones al ánodo de un tubo al vacío como proyectiles individuales disparados desde una escopeta.

Ruido Atmosférico

Ruido producido por la estática que está dentro de la atmosfera terrestre, ese ruido se escucha en relámpagos. Este tipo de ruido también se conoce como ruido de fluctuación o

Ruido de Parpadeo

ruido 1/𝑓 (porque la potencia del ruido es inversamente proporcional a la frecuencia). A veces se llama ruido rosa porque proporcionalmente tiene más energía en el extremo de frecuencias bajas del espectro que con el ruido blanco, al igual que la luz color rosa tiene una proporción más alta de rojo (el extremo de frecuencias bajas del espectro visible) que de luz blanca. El ruido de centelleo o parpadeo se observa en tubos al vacío, pero el problema es más grave

6

en semiconductores y en resistores de carbono. (Ruido y Comunicaciones 22) Ruido de Canales

Cuando se acoplan cables que transportan señales diferentes, estas

Telefónicos (diafonía

generan un campo magnético alrededor de ellos, el cual puede afectar

o cruce aparente)

la información o señal que transporta el otro.

Ruido Amplitud

Este ruido se presenta cuando pasa un cambio en la potencia, lo cual se puede dar por daño en los amplificadores, contactos sucios o por falta de mantenimiento.

Ruido Térmico

Este ruido se presenta cuando una resistencia de valor R sufre de una temperatura que genera el movimiento de los electrones produciendo un voltaje de ruido entre un par de terminales abiertos.

Ruido de

Este ruido se presenta en un sistema de transmisión no lineal, que

Intermodulación

básicamente se presenta cuando puede caer en un tipo de banda de frecuencias que difiere en ambas entradas o entran en una tercera señal.

Determine la importancia de la relación Señal a Ruido en los sistemas de comunicaciones y su aplicación como parámetro de calidad en la comunicación. Relación Señal a Ruido (S/N) La relación S/N proporciona una medida de la calidad de una señal en un sistema determinado y depende, tanto del nivel de señal recibida como del ruido total, es decir, la suma del ruido procedente de fuentes externas y el ruido inherente al sistema. Esta señal es la proporción existente entre la potencia de la señal que se transmite y la potencia del ruido que la corrompe, En los sistemas digitales, el ruido aumenta la tasa de error. En cualquier caso, no es en realidad la cantidad de ruido lo que interesa, sino la cantidad de ruido comparada con el nivel de la señal deseada. Es decir, lo que importa es la relación de la potencia de la señal y la potencia del ruido, y no la potencia del ruido sola, esta señal se abrevia S/N. 𝑆 𝑃𝑂𝑇𝐸𝑁𝐶𝐼𝐴𝐿 𝐷𝐸 𝑆𝐸Ñ𝐴𝐿 = 𝑁 𝑃𝑂𝑇𝐸𝑁𝐶𝐼𝐴 𝐷𝐸 𝑅𝑈𝐼𝐷𝑂 y se expresa en decibles.

7

𝑆 𝑆 = 10𝑙𝑜𝑔10 ( ) 𝑁 𝑁 La relación señal a ruido es una característica fundamental del sistema de comunicaciones que con frecuencia es difícil medir por ejemplo se podría medir la potencia del ruido interrumpiendo la señal, pero no es posible interrumpir el ruido con la finalidad de medir la potencia de la señal sola. Por lo tanto, una variante de S/N, que se llama (S + N) /N, suele encontrarse en las especificaciones de los receptores. (Ruido y Comunicaciones 24)

4. Multiplexación Relacione los tipos de multiplexación usados: ❖ En las emisoras de radio FM. Multiplexación por división de frecuencia (FDM): Es una técnica mediante la cual el ancho de banda total disponible en un medio de comunicación se divide en una serie de sub-bandas de frecuencia que no se superponen, cada una de las cuales se utiliza para transportar una señal separada. Esto permite que un solo medio de transmisión tal como el espectro de radio, un cable o fibra óptica sea compartido por múltiples señales independientes. Otro uso es llevar segmentos en serie separados o segmentos de una señal de velocidad más alta en paralelo. Una aplicación muy común es la radiodifusión FM. La radio utiliza el aire como medio de transmisión. La transmisión FM estéreo, en la que se utiliza una subportadora de 38 kHz para separar la señal de diferencia izquierda-derecha del canal suma central izquierda-derecha antes de la modulación de frecuencia de la Señal compuesta.

8

Ilustración 3 Proceso en FDM Tomado de: https://www.slideshare.net/R3k3t0n/multiplexacin-por-divisin-de-frecuencia-fdm/5

❖ En los switches, equipos usados en la red de datos. Otra forma de enviar muchas señales por un solo canal de comunicación es utilizando la multiplexión por división de tiempo (time-division multiplexing, TDM). En lugar de dividir el ancho de banda disponible del canal entre varias señales, se utiliza el ancho de banda completo para cada señal, pero sólo durante una pequeña parte de tiempo. (Elementos de un Sistema de Comunicación 5), esto quiere decir que comparte un canal de transmisión entre varios usuarios, asignando a cada usuario durante unas ranuras de tiempo, la totalidad del ancho de banda disponible.

Ilustración 4 Multiplexación por division de tiempo (TDM) tomado de: https://allimao.wixsite.com/sis-distribuidos/singlepost/2016/05/24/MULTIPLEXACI%C3%93N

9

La multiplexación en los Switches en los últimos años tomo una gran fuerza haciendo que cada año las principales marcas sorprendan gradualmente en la implementación de más protocolos, capas y capacidades, generando un dispositivo muy flexible en cuanto a escalabilidad permitiendo que las necesidades de los usuarios sean suplidas sin ningún inconveniente por la infraestructura, unas de las grandes mejoras que tienen ahora los Switches es el Multiplexado. Dividiéndose para redes metropolitanas y redes de larga distancia: o DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing): Multiplexado denso por división en longitudes de onda. o CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing): Multiplexación por división aproximada de longitud de onda.

Ejercicios prácticos ❖ Aporte Jorge Mendieta → Cedula 5.826.178 𝑨=𝟖 𝑩 = 𝟕𝟖 𝑪 = 𝟏𝟕𝟖

5. Suponiendo que una red telefónica básica conmutada (PSTN) tiene un ancho de banda de (1 + 8) 𝐾ℎ𝑧 y una razón de potencia señal a ruido de (15 + 8) 𝑑𝐵, calcular la tasa de información (datos) y la máxima capacidad del canal. 𝐴=8 𝐵 = 1 + 8 = 9𝐾ℎ𝑧

10

𝑆𝑁𝑅 = 15 + 8 = 23 𝑑𝐵 𝑐𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑑𝐵 𝑎 𝑊𝑎𝑡𝑡𝑠 con la siguiente formula. 𝑃𝑑𝐵

23

𝑑𝐵 𝑎 𝑊𝑎𝑡𝑡 → 𝑃𝑤𝑎𝑡𝑡 = 10 10 = 1010 = 199.52 𝑊𝑎𝑡𝑡 𝑈𝑠𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑙𝑎 𝑓𝑜𝑟𝑚𝑢𝑙𝑎 𝑆ℎ𝑎𝑛𝑛𝑜𝑛 𝑠𝑒 𝑡𝑖𝑒𝑛𝑒: 𝐶 = 𝐵 ∗ 𝑙𝑜𝑔2 (1 + 𝑆/𝑅) 𝐶 = 𝐵 ∗ 𝑙𝑜𝑔2 (1 + 199.52) 𝑑𝑜𝑛𝑑𝑒: 𝐶 = 𝑐𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑒𝑛 𝑏𝑖𝑡𝑠 𝐵 = 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑏𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑒𝑛 ℎ𝑒𝑟𝑡𝑧 𝐻𝑧 𝑆 = 𝑅𝑒𝑙𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒potencia señal a ruido 𝑅 𝑒𝑛𝑡𝑜𝑛𝑐𝑒𝑠 𝑟𝑒𝑒𝑚𝑝𝑙𝑎𝑧𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑓ó𝑟𝑚𝑢𝑙𝑎 𝑙𝑜𝑠 𝑑𝑎𝑡𝑜𝑠 𝐶 = 9000ℎ𝑧 ∗ 𝑙𝑜𝑔2 (200.52) 𝐶 = 9000ℎ𝑧 ∗ 𝑙𝑜𝑔2 (200.52) 𝑙𝑜𝑔2 (200.52) =

𝑙𝑜𝑔 200.52 2.3022 = 𝑙𝑜𝑔 2 0.301

𝐶 = 9000ℎ𝑧 ∗ 7.648 𝑪 = 𝟔𝟖𝟖𝟑𝟐 𝒃𝒑𝒔 𝑳𝒂 𝒕𝒂𝒔𝒂 𝒅𝒆 𝒊𝒏𝒇𝒐𝒓𝒎𝒂𝒄𝒊ó𝒏 (𝒅𝒂𝒕𝒐𝒔) 𝑪 = 𝟔𝟖𝟖𝟑𝟐 𝒃𝒑𝒔 𝑨𝒉𝒐𝒓𝒂 𝒖𝒕𝒊𝒍𝒊𝒛𝒂𝒎𝒐𝒔 𝒆𝒍 𝒕𝒆𝒐𝒓𝒆𝒎𝒂 𝒅𝒆 𝑵𝒚𝒒𝒖𝒊𝒔𝒕: 𝐶 = 2 ∗ 𝐵 ∗ 𝑙𝑜𝑔2 (𝑀)𝑑𝑒𝑝𝑒𝑗𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑀: 𝐶 2∗𝐵 𝟔𝟖𝟖𝟑𝟐 𝑙𝑜𝑔2 (𝑀) = 2 ∗ 9000 68760 𝑙𝑜𝑔2 (𝑀) = 18000 𝑙𝑜𝑔2 (𝑀) =

𝑙𝑜𝑔2 (𝑀) = 3.82 𝐴ℎ𝑜𝑟𝑎 𝑡𝑒𝑛𝑖𝑒𝑛𝑑𝑜 𝑒𝑛 𝑐𝑢𝑒𝑛𝑡𝑎 𝑞𝑢𝑒 𝑙𝑜𝑔𝑎𝑟𝑖𝑡𝑚𝑜 𝑠𝑒 𝑑𝑒𝑓𝑖𝑛𝑒 𝑐𝑜𝑚𝑜 𝑒𝑙 𝑒𝑥𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑢𝑛𝑎 𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑐𝑜𝑛 𝑐𝑖𝑒𝑟𝑡𝑎 𝑏𝑎𝑠𝑒 𝑎𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑚𝑜𝑠: 𝒍𝒐𝒈𝒃 𝒂 = 𝒄 ↔ 𝒃𝒄 = 𝒂 𝑝𝑜𝑟 𝑙𝑜 𝑡𝑎𝑛𝑡𝑜 𝑙𝑜𝑔2 (𝑀) = 3.82 ↔ 23.82 = 𝑀 𝑀 = 23.82

11

𝑴 = 𝟏𝟒. 𝟏𝟐𝟑𝒃𝒑𝒔 𝑳𝒂 𝒎á𝒙𝒊𝒎𝒂 𝒄𝒂𝒑𝒂𝒄𝒊𝒅𝒂𝒅 𝒅𝒆𝒍 𝒄𝒂𝒏𝒂𝒍 𝟏𝟒. 𝟏𝟐𝟑𝒃𝒑𝒔 6. Si tiene una banda de (500 + 𝐵) a (1600 + 𝐵) 𝐾ℎ𝑧 determine cuantas emisoras de radiodifución AM caben en esta banda. 𝐵 = 78 (500 + 78) = 578 a (1600 + 78) = 1678𝐾ℎ𝑧 578 𝑎 1678 𝐾ℎ𝑧 𝑒𝑙 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑞𝑢𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑒𝑠 𝑑𝑒: 578 𝑎 1678 𝐾ℎ𝑧 𝑒𝑛𝑡𝑜𝑛𝑐𝑒𝑠 𝑡𝑒𝑛𝑒𝑚𝑜𝑠 𝑒𝑛 𝑐𝑢𝑒𝑛𝑡𝑎 𝑞𝑢𝑒 𝑙𝑎 𝑠𝑒𝑝𝑎𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎𝑠 𝑒𝑚𝑖𝑠𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑒𝑠 𝑑𝑒 10 𝐾ℎ𝑧 1678 𝐾ℎ𝑧 − 578 𝐾ℎ𝑧 1100 = = 110 10 10 𝑝𝑜𝑟 𝑙𝑜 𝑡𝑎𝑛𝑡𝑜 𝑒𝑠𝑡𝑒 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑐𝑎𝑏𝑒𝑛 𝑎𝑝𝑟𝑜𝑥𝑖𝑚𝑎𝑑𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑒 110 𝑒𝑚𝑖𝑠𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑟𝑎𝑑𝑖𝑜𝑑𝑖𝑓𝑢𝑐𝑖ó𝑛 𝐴𝑀

7. Realice los siguientes cálculos: En un sistema de comunicación se tiene un atenuador el cual presenta una pérdida de 20 dB, si se aplica un atenuador de potencia de 2 W, relacione la salida de potencia. 𝑊𝑎𝑡𝑡 𝑎 𝑑𝐵 = 10 ∗ 𝑙𝑜𝑔10(𝑃𝑒𝑛𝑡 ) = 10 ∗ 𝑙𝑜𝑔10 (1000 ∗ 2) = 10 ∗ 𝑙𝑜𝑔10 (2000) = 𝟏𝟎 ∗ (𝟑. 𝟑𝟎𝟏) = 𝟑. 𝟎𝟏𝒅𝑩 Luego: 𝑃𝑜𝑢𝑡𝑑𝐵𝑚 = 33.01𝑑𝐵 − 20𝑑𝐵 = 13.01𝑑𝐵 Así que, 13.01𝑑𝐵 ) 10

𝑑𝐵 𝑎 𝑊𝑎𝑡𝑡 = 10( = 19.99𝑊

La salida de la potencia es igual a la potencia suministrada menos la pérdida en el atenuador por lo tanto, la salida es:

12

𝟏𝟗. 𝟗𝟗𝑾 ➢ Si se cuenta con amplificador y éste tiene en la entrada (C) mW y en la salida (A) W, encuentre la ganancia en decibeles. 𝐶 = 178𝑚𝑊 → 0.178𝑊 → 𝐸𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 𝐴 = 8𝑊 → 𝑆𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 ➢ Si se cuenta con amplificador y éste tiene en la entrada 178𝑚𝑊 y en la salida 8 𝑊, encuentre la ganancia en decibeles. 178𝑚𝑊 = 0.178𝑊 𝐺𝑑𝐵 = 10 ∗ 𝑙𝑜𝑔10 (

8𝑊 ) 0.178𝑊

𝐺𝑑𝐵 = 10 ∗ (𝑙𝑜𝑔10 (8) − 𝑙𝑜𝑔10 (0.178)) 𝐺𝑑𝐵 = 10 ∗ (0.903 − (−0.749)) 𝐺𝑑𝐵 = 10 ∗ 1.652 𝑮𝒅𝑩 = 𝟏𝟔. 𝟓𝟐𝒅𝑩 ❖ Aporte Jucelly Argenis Moreno → Cedula 1.012.351.706 𝑨=𝟔 𝑩 = 𝟎𝟔 𝑪 = 𝟕𝟎𝟔

5. Suponiendo que una red telefónica básica conmutada (PSTN) tiene un ancho de banda de (1+A) Khz y una razón de potencia señal a ruido de (15+A) dB, calcular la tasa de información (datos) y la máxima capacidad del canal. 𝐴=6 Ancho de banda es: 1 + 𝐴 = 7 𝐾𝐻𝑧 = 7000𝐻𝑧 Potencia señal a ruido S/N: 15 + 6 = 21 PdB

21

dB a Watt → Pwatt = 10 10 = 1010 = 125,89 Usando el teorema de Shannon-Hartley, podemos calcular la máxima capacidad del canal, donde b es el ancho de bando y S/N es la relación de señal y ruido (S/R): 𝑆 𝐶 = 𝐵 𝑙𝑜𝑔 (1 + ) 𝑁

13

𝐶 = (7000) 𝑙𝑜𝑔2 (1 + 125,89)= C = 7000 (

𝑙𝑜𝑔(126,89) 𝑙𝑜𝑔 (2)

) = 6,9881063 𝑏𝑝𝑠 Obtenemos la Tasa de información (datos) C C = 2 ∗ B ∗ log 2 (M)depejamos M: log 2 (M) = log 2 (M) =

6,9881063 2 ∗ 7000

6,9881063 14000

=4,991504

M = 24,991504 = 31,81210 𝑏𝑝𝑠 La Máxima capacidad del canal

6. Si tiene una banda de (500+B) a (1600+B) Khz determine cuantas emisoras de radiodifusión AM caben en esta banda. Las frecuencias de radio AM están asignadas por intervalos de 10KHz, es decir que podemos saber cuántas bandas caben el rango solo restando y dividiendo:

(500 + 06) 𝑎 (1600 + 06) = 506 𝑎 1606 𝐾𝐻𝑧, 𝑒𝑛 𝑒𝑠𝑡𝑒 𝑟𝑎𝑛𝑔𝑜 𝑡𝑒𝑛𝑒𝑚𝑜𝑠 110 𝑏𝑎𝑛𝑑𝑎𝑠. 𝑥=

1606 − 506 = 110 10

7. Realice los siguientes cálculos: ➢ En un sistema de comunicación se tiene un atenuador el cual presenta una pérdida de 20 dB, si se aplica un atenuador de potencia de 2 W, relacione la salida de potencia. Lo primero que debemos hacer es convertir la potencia 2W a dB y así poder relacionar adecuadamente la salida de la potencia: 2𝑊 = 33,01 𝑑𝐵 P(dB) = 10 ∗ log 10 (1000 ∗ 2(w) /1W) = 10 ∗ 3,301 = 33,01 Watt a dB = 10 ∗ log10 (Pent ) = 10 ∗ log10 (1000 ∗ 2) = 33,01 Ahora si podemos ver la relación: 𝑃𝑜𝑢𝑡𝑑𝐵𝑚 = 33.01𝑑𝐵 − 20𝑑𝐵 = 13.01𝑑𝐵 Ahora convertimos dB a W:

14

P(w) = 10(

13.01𝑑𝐵 ) 10

= 19.99𝑊

➢ Si se cuenta con amplificador y éste tiene en la entrada (C) mW y en la salida (A) W, encuentre la ganancia en decibeles. 𝐸𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎: 706𝑚𝑊 𝑆𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎: 6𝑊 𝑃𝑜𝑢𝑡 ) 𝑃𝑖𝑛 6𝑊 𝐺𝑑𝐵 = 10𝐿𝑜𝑔10( ) 0,706𝑊 𝐺𝑑𝐵 = 10𝐿𝑜𝑔10(

𝐺𝑑𝐵 = 10 ∗ (𝑙𝑜𝑔10 (6) − 𝑙𝑜𝑔10 (0,706)) = 9,2934 ❖ Aporte Alvaro Luis Barrios Álvarez → Cedula 𝑨=𝟔 𝑩 = 𝟓𝟔 𝑪 = 𝟐𝟓𝟔 5. Suponiendo que una red telefónica básica conmutada (PSTN) tiene un ancho de banda de (1+A) Khz y una razón de potencia señal a ruido de (15+A) dB, calcular la tasa de información (datos) y la máxima capacidad del canal. 𝑆 𝐶 = 𝑊 𝑙𝑜𝑔2 (1 + ) 𝑁 A partir de los datos dados: 𝐶 = 7000 ∗ 𝑙𝑜𝑔2 (1 + 2100) 𝑙𝑜𝑔(2101) 𝐶 = 7000 ∗ ( ) 𝑙𝑜𝑔(2) 𝐶 = 7000 ∗ 11,03 𝑪 = 𝟕𝟕𝟐𝟓𝟓, 𝟖𝟏𝒃𝒑𝒔 6. Si tiene una banda de (500 + B) a (1600+B) Khz determine cuantas emisoras de radiodifusión AM caben en esta banda. 1656𝐾𝐻𝑧 − 556𝐾𝐻𝑧 = 1100𝐾𝐻𝑧 De allí: 1100𝐾𝐻𝑧 = 𝟏𝟏𝟎 𝑬𝒎𝒊𝒔𝒐𝒓𝒂𝒔 𝒅𝒆 𝒓𝒂𝒅𝒊𝒐𝒅𝒊𝒇𝒖𝒄𝒊ó𝒏 𝑨𝑴 10𝐾𝐻𝑧 7. Realice los siguientes cálculos:

15

➢ En un sistema de comunicación se tiene un atenuador el cual presenta una pérdida de 20 dB, si se aplica un atenuador de potencia de 2 W, relacione la salida de potencia. 10 𝑙𝑜𝑔(𝑃𝑒𝑛𝑡 ) 10 𝑙𝑜𝑔(2𝑊) 10 𝑙𝑜𝑔(2000𝑚𝑊) = 𝟑𝟑, 𝟎𝟏𝒅𝑩 Luego: 𝑃𝑠𝑎𝑙 = 33,01𝑑𝐵 − 20𝑑𝐵 = 𝟏𝟑, 𝟎𝟏𝒅𝑩 Así que, 13,01𝑑𝐵

𝑃𝑠𝑎𝑙 = 10( 10 = 𝟏𝟗, 𝟗𝟗𝒎𝑾

)

➢ Si se cuenta con amplificador y éste tiene en la entrada (256) mW y en la salida (6) W, encuentre la ganancia en decibeles. 𝑃(𝑑𝐵) = 10 𝑙𝑜𝑔 10

𝑃𝑠𝑎𝑙 (𝑊) 𝑃𝑒𝑛𝑡 (𝑊)

𝑃(𝑑𝐵) = 10 𝑙𝑜𝑔 10

6𝑊 256𝑚𝑊

Reemplazamos:

= 𝟏, 𝟑𝟔𝒅𝑩

❖ Aporte Julián Andrés Villamil → Cedula 80.817.371 𝑨=𝟏 𝑩 = 𝟕𝟏 𝑪 = 𝟑𝟕𝟏

5. Suponiendo que una red telefónica básica conmutada (PSTN) tiene un ancho de banda de 2 Khz y una razón de potencia señal a ruido de 16 dB, calcular la tasa de información (datos) y la máxima capacidad del canal. Solución Para hallar la máxima capacidad de canal (cantidad de información que se puede transmitir sobre canales de comunicación) máxima capacidad del canal de la telefonía básica conmutada (PSTN), aplicamos la fórmula del teorema de Shannon-Hartley. 𝑺 𝑪 = 𝑩 ∗ 𝐥𝐨𝐠 𝟐 (𝟏 + ) 𝑵

16

Donde: 𝑪 = capacidad del canal (tasa de bits de información bit/s). 𝑩 = Ancho de banda del canal en Hertzios. 𝑺 = potencia de la señal útil, está expresado en vatios. 𝑵 = Potencia del ruido presente en el canal. Es decir: 𝐶 = 2 ∗ (103 𝐻𝑧) ∗ 𝑙𝑜𝑔2 (1 + 39,81 𝑊) 𝐶 = (2000𝐻𝑧) ∗ 𝑙𝑜𝑔2 ( 40,81𝑊) 𝐶 = (2000𝐻𝑧) ∗ 5,35 𝐶 = 10700 𝑏𝑝𝑠 Aplicamos el Teorema de Nyquist: 𝐶 = 2𝐵 ∗ 𝑙𝑜𝑔2 (𝑀) 𝐶 = 𝑙𝑜𝑔2 (𝑀) 2𝐵 10,70 𝑘𝑏𝑝𝑠 = 𝑙𝑜𝑔2 (𝑀) 2 ∗ 2 𝑘𝐻𝑧 2,675 = 𝑙𝑜𝑔2 (𝑀) 22,675 = 𝑀 𝑀 = 6,38 𝑏𝑖𝑡𝑠

La máxima capacidad del canal es de 6,38 bits 6. Si tiene una banda de 571 a 1671 Khz determine cuantas emisoras de radiodifusión AM caben en esta banda. Solución Las frecuencias asignadas para la amplitud modulada (AM) del espectro electromagnético, se encuentra en el rango de las frecuencias de 571 KHz – 1671 KHz.

17

Teniendo en cuenta lo anterior, para el problema en mención tenemos que: 𝑇𝐸𝑅 =

1671𝐾𝐻𝑧 − 571𝐾𝐻𝑧 10𝐾𝐻𝑧

𝑇𝐸𝑅 =

1100𝐾𝐻𝑧 10𝐾𝐻𝑧

𝑻𝑬𝑹 = 𝟏𝟏𝟎 por lo tanto, en este ancho de banda cabe aproximadamente 110 emisoras de radiodifusión AM. 7. Realice los siguientes cálculos: •

En un sistema de comunicación se tiene un atenuador el cual presenta una pérdida de 20 dB, si se aplica un atenuador de potencia de 2 W, relacione la salida de potencia: 𝑃𝑜𝑢𝑡𝑑𝐵𝑚 = 𝑃𝑖𝑛𝑑𝐵𝑚 − 𝐿𝑑𝐵 𝑃𝑖𝑛𝑑𝐵𝑚 = 10 ∗ 𝑙𝑜𝑔10 (𝑃𝑊𝑎𝑡𝑡 ) + 30 𝑃𝑖𝑛𝑑𝐵𝑚 = 10 ∗ 𝑙𝑜𝑔10 (2) + 30 = 33.01029 𝑑𝐵𝑚 𝑃𝑖𝑛𝑑𝐵𝑚 = 33.01029 𝑑𝐵𝑚 𝐿𝑑𝐵 = 20 𝑑𝐵 𝑃𝑜𝑢𝑡𝑑𝐵𝑚 = 33.01029 𝑑𝐵𝑚 − 20 𝑑𝐵 𝑃𝑜𝑢𝑡𝑑𝐵𝑚 = 13.01029 𝑑𝐵𝑚

•

Si se cuenta con amplificador y éste tiene en la entrada 371mW y en la salida 1 W, encuentre la ganancia en decibeles.

Solución Para hallar la ganancia en decibeles del amplificador, aplicamos la siguiente fórmula:

𝐺𝑝 (𝑑𝐵) = 10 ∗ 𝐿𝑜𝑔 (

18

𝑃𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 ) 𝑃𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎

Reemplazando los valores tenemos: 𝐺𝑝 (𝑑𝐵) = 10 ∗ 𝐿𝑜𝑔 (

1𝑊 ) 0,371 𝑊

𝑮𝒑 (𝒅𝑩) = 𝟒, 𝟑 𝒅𝑩 ❖ Aportes Nelson Hernando Farfán → Cedula 80.147.907 𝑨=𝟕 𝑩 = 𝟎𝟕 𝑪 = 𝟗𝟎𝟕 5. Suponiendo que una red telefónica básica conmutada (PSTN) tiene un ancho de banda de 2 Khz y una razón de potencia señal a ruido de 16 dB, calcular la tasa de información (datos) y la máxima capacidad del canal.

𝑆𝑁𝑅 = 15 + 7 = 22 𝑑𝐵 𝑐𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑑𝐵 𝑎 𝑊𝑎𝑡𝑡𝑠 con la siguiente formula. 𝑃𝑑𝐵

22

𝑑𝐵 𝑎 𝑊𝑎𝑡𝑡 → 𝑃𝑤𝑎𝑡𝑡 = 10 10 = 10(10) = 158.48 𝑊𝑎𝑡𝑡

𝑈𝑠𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑙𝑎 𝑓𝑜𝑟𝑚𝑢𝑙𝑎 𝑆ℎ𝑎𝑛𝑛𝑜𝑛 𝑠𝑒 𝑡𝑖𝑒𝑛𝑒: 𝐶 = 𝐵 ∗ 𝑙𝑜𝑔2 (1 + 𝑆/𝑅) 𝐶 = 𝐵 ∗ 𝑙𝑜𝑔2 (1 + 158.48) 𝑑𝑜𝑛𝑑𝑒: 𝐶 = 𝑐𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑒𝑛 𝑏𝑖𝑡𝑠 𝐵 = 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑏𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑒𝑛 ℎ𝑒𝑟𝑡𝑧 𝐻𝑧 𝑆 = 𝑅𝑒𝑙𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒potencia señal a ruido 𝑅 𝑒𝑛𝑡𝑜𝑛𝑐𝑒𝑠 𝑟𝑒𝑒𝑚𝑝𝑙𝑎𝑧𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑓ó𝑟𝑚𝑢𝑙𝑎 𝑙𝑜𝑠 𝑑𝑎𝑡𝑜𝑠 𝐶 = 8000ℎ𝑧 ∗ 𝑙𝑜𝑔2 (159.48) 𝐶 = 8000ℎ𝑧 ∗ 𝑙𝑜𝑔2 (159.48) 𝐶 = 58537.85 𝒃𝒑𝒔

19

La tasa de información (datos) 𝐶 = 58537.85 𝑏𝑝𝑠 𝐴ℎ𝑜𝑟𝑎 𝑢𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑒𝑙 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑒𝑚𝑎 𝑑𝑒 𝑁𝑦𝑞𝑢𝑖𝑠𝑡: 𝐶 = 2 ∗ 𝐵 ∗ 𝑙𝑜𝑔2 (𝑀)𝑑𝑒𝑝𝑒𝑗𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑀: 𝑙𝑜𝑔2 (𝑀) =

𝐶 2∗𝐵

Si aplicamos que 𝑙𝑜𝑔𝑎 𝑏 = 𝑐 𝑒𝑛𝑡𝑜𝑛𝑐𝑒𝑠 𝑝𝑜𝑑𝑒𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒𝑐𝑖𝑟 𝑞𝑢𝑒 𝑎𝑐 = 𝑏 sabiendo esto podemos decir que 𝑙𝑜𝑔2 (𝑀) =

58537.85 2 ∗ 8000

𝑙𝑜𝑔2 (𝑀) = 3.65 𝑀 = 23.65 𝑀 = 12.62

𝐿𝑎 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑎 𝑐𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑎𝑛𝑎𝑙 12.55 𝑏𝑝𝑠

6. Si tiene una banda de (500+7) a (1600+7) Khz determine cuantas emisoras de radiodifusión AM caben en esta banda. Para nuestro caso la banda ira de 507 a 1607 KHZ sabiendo que en Am la separación entre bandas es de 10 Khz tendremos que

𝑏 =

1607 𝐾ℎ𝑧 − 507 𝐾ℎ𝑧 1100 = = 110 10 10

La respuesta son 11 Emisoras 7

Realice los siguientes cálculos:

➢ En un sistema de comunicación se tiene un atenuador el cual presenta una pérdida de 20 dB, si se aplica un atenuador de potencia de 2 W, relacione la salida de potencia.

20

𝑎𝑡 = 10𝑙𝑜𝑔(2000𝑚𝑊) = 33,01𝑑𝐵 Decimos que 𝑃𝑆𝐴𝐿 = 33.01 − 20 = 13.01 𝑑𝐵 ➢ Si se cuenta con amplificador y éste tiene en la entrada (C) mW y en la salida (A) W, encuentre la ganancia en decibeles.

𝐺(𝑑𝐵) = 10log ( 𝐺(𝑑𝐵) = 10𝑙𝑜𝑔10 (

𝑃𝑆𝑎𝑙 ) 𝑝𝑒𝑛𝑡

907000𝑚𝑊 ) 700 𝑚𝑤

𝐺(𝑑𝐵) = 21.12𝑑𝐵

21

Conclusiones •

La elaboración de este trabajo nos permitió conceptualizar diferentes términos y reconocer el contenido del curso Sistemas de Comunicación y la importancia que tienen en el desarrollo de la humanidad.

•

Sabemos que las comunicaciones día a día van avanzando y facilitan la interacción con las demás personas del entorno familiar y laboral.

•

Se aprendió que la multiplicación es combinar dos o más señales y transmitirlas por un solo medio de transmisión, con una gran ventaja ya que permite varias comunicaciones de forma simultánea.

•

Con el desarrollo de los ejercicios prácticos nos permitió adquirir destrezas sobre cómo se puede dividir un canal de comunicaciones.

•

Mediante la interacción grupal se logró cumplir con el desarrollo de la guía, se intercambiaron conocimientos los cuales ayudaron a enriquecer al grupo.

22

Bibliografía

Blake, Roy. "Ruido y Comunicaciones." Sistemas electrónicos de comunicaciones, 2nd ed., Cengage Learning, 2004, pp. 16-30. Gale Virtual Reference Library, https://link-galecom.bibliotecavirtual.unad.edu.co/apps/doc/CX4061500011/GVRL?u=unad&sid=GVRL&xid=7 021af43. Accessed 9 Sept. 2019. Blake, R. (2004). Introducción a los Sistemas de Comunicación. Sistemas electrónicos de comunicaciones. Cengage Learning Editores. (pp. 3- 24) Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2081/ps/retrieve.do?resultListType=RELATED_DOCUMEN T&userGroupName=unad&inPS=true&contentSegment=&prodId=GVRL&isETOC=true&curre ntPosition=1&docId=GALE%7CCX4061500009&searchId=R1&tabID=T003&authCount=1&u =unad Oliva, N., Castro, G. M. A., & Díaz, O. G. (2013). Redes de comunicaciones industriales. Sistemas de Comunicaciones Inalámbricas y Móviles (pp. 23 –44). UNED. Recuperado de https://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2538/lib/unadsp/reader.action?ppg=23&docID=3216642&t m=1532707961051 Suarez, F., & Vargas, F. (2012). Introducción a las comunicaciones. Principios de sistemas de comunicaciones. Buenos Aires. (pp. 1 -12) Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=12&docID=10732871&t m=1497993764767 https://es.wikipedia.org/wiki/Sector_de_Normalizaci%C3%B3n_de_las_Telecomunicaciones_de _la_UIT https://www.colciencias.gov.co/quienes_somos/normatividad/normatividad_list_generales?page =1 http://haciaelespacio.aem.gob.mx/revistadigital/articul.php?interior=209 http://cidecame.uaeh.edu.mx/lcc/mapa/PROYECTO/libro27/391_tipos_de_ruido.html http://www.eveliux.com/mx/curso/relaciea-ruido.html Guaca, N. (2016). Unidad 1- Tipos de redes [OVI]. Recuperado de http://hdl.handle.net/10596/10116 Mesa, V. M. (n.d.). Encuentra aquí información de Multiplexación de Canales para tu escuela ¡Entra ya! | Rincón del Vago. Retrieved February 24, 2019, from https://html.rincondelvago.com/multiplexacion-de-canales.html Ortiz, A., Fernández, A., Paternina, A., Polo, A., Berrocal, C., Berrocal, D., … Medrano, M. (n.d.). Ingeniería de Sistemas Articulo Informativo N° 2 Semillero de Investigación. Retrieved from http://networkingsignora.pbworks.com/f/Articulo-multiplexacion.pdf

23

Taller De Redes: SWITCH Y ROUTER. (2010). Retrieved February 24, 2019, from http://redesangie.blogspot.com/2010/05/switch-y-router.html De La O, Y. (12 de marzo de 2012) Multiplexación por división de frecuencia [Página web] Recuperado http://yuricodelaotelecomunicaciones.blogspot.com/2012/03/1-multiplexacion-pordivision-en.html Olmo N. (2018). Frecuencias de Radio AM y FM. Recuperado de: http://hyperphysics.phyastr.gsu.edu/hbasees/Audio/radio.html www.areatecnologia.com, 8 de mar. de 2009, 2019S.A.U. recuperado https://es.slideshare.net/areatecnologia/los-sistemas-de-comunicacion www.areatecnologia.com, 8 de mar. de 2009, recuperado de https://es.slideshare.net/lmvqz/elementos-de-la-comunicacion-7339886 LinkedIn Corporation © 2019 recuperado de https://es.slideshare.net/areatecnologia/lossistemas-de-comunicacion M Olmo R Nave recuperado de http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/Audio/radio.html Revista hacia el espacio de divulgación de la ciencia y tecnología espacial de la agencia espacial mexicana. Ed. 76 / Sep / 2019 recuperado de http://haciaelespacio.aem.gob.mx/revistadigital/articul.php?interior=209 Semana, 19 febrero 2014 recuperado de https://www.semana.com/tecnologia/tips/articulo/cuidado-hay-celulares-4g-que-no-sirven-entodos-los-operadores/377842-3 Velmuz Buzz, 13 de sept. de 2011, recuperado de https://es.slideshare.net/armandorob/gaussiano-y-ruido-comunicacion-analogicas ©Constantino Pérez Vega recuperado de https://personales.unican.es/perezvr/pdf/CH8ST_Web.pdf Edison Coimbra G., 29 de may. de 2015 recuperado de https://es.slideshare.net/edisoncoimbra/6am-y-fm-modulacin-de-amplitud-y-de-frecuencia

24