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TRABAJO COLABORATIVO 2 – INGENIERIA DE TELECOMUNICACIONES

TRABAJO COLABORATIVO 2 INGENIERIA DE TELECOMUNICACIONES

Presentado por: Jhon Fredy Benavides Lina Marcela Escudero Leidy Johana Mejía Mayra Alejandra Barrera

Curso: Grupo 301401A Tutor: Arturo Erazo

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD ECBTI Abril de 2013 BOGOTA D.C. Mayra Alejandra Barrera

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INTRODUCCION

Con este trabajo se pretende demostrar la lectura concienzuda del módulo el entendimiento de las diferentes topologías en redes. Para esto se elaborara el desarrollo de la guía del trabajo colaborativo 2 en el cual se plantean conceptos relacionados, con los cuales se pretende que el aprendizaje se vea reflejado en su desarrollo, teniendo en cuenta las normas APA y demás requisitos de la rúbrica de evaluación, necesarias para la construcción del mismo, optando por la practicidad. Los medios de transmisión de una red son los medios físicos que se utilizan para conectar a todos los elementos de una red. Las características de los medios de transmisión los hacen más o menos adecuados según el tipo de redes y la calidad de la transmisión dependerán de sus características. El tipo de cable más usado es el par trenzado. El cable coaxial se utiliza principalmente en redes locales antiguas, aunque todavía es común. El cable de fibra óptica se utiliza ante todo para conectar computadoras que necesitan acceso de alta velocidad y para interconectar redes en diferentes plantas y en diferentes edificios. Las tecnologías inalámbricas se utilizan en situaciones donde es difícil o es demasiado caro utilizar el cableado. Para elegir el mejor medio de transmisión hay que considerar las características de cada medio, tales como: · Velocidad de transferencia de datos

· Utilización de topologías de red específicas · Requisitos en cuanto a distancia · Costos del cableado y de los componentes del cable · Equipos de red adicionales que son necesarios · Facilidad de instalación · Fiabilidad y vulnerabilidad · Inmunidad a las interferencias provocadas por fuentes externas · Posibilidades de ampliación

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TRABAJO COLABORATIVO 2 – INGENIERIA DE TELECOMUNICACIONES OBJETIVOS

  

Conocer los diferentes medios de transmisión y sus características Identificar y reconocer las ventajas y desventajas de los medios de transmisión. Identificar las tecnologías actuales en medios de transmisión de datos.

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TABLA DE CONTENIDO

Portada .................................................................................................................................................1 Introducción .........................................................................................................................................2 Objetivos .............................................................................................................................................4 Desarrollo de ejercicios .................................................................................................................. 5-15 conclusiones .......................................................................................................................................16 Bibliografía ........................................................................................................................................17

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EJERCICIOS PLANTEADOS CAPITULO 1: 1. Dibuje y comente las diferencias entre una señal analógica y una señal digital.

Diferencias: La señal digital se manejan magnitudes con valores discretos y se maneja el álgebra de Boole en cambio las señales analógicas se representan por variables continuas como ejemplo de señal analógica esta la voz la señal digital en cambio tiene dos estados y utilizan códigos binarios.

2. Cite ejemplos de dispositivos de comunicaciones que tomen como base la concentración o la multiplexación para efectuar sus operaciones de transmisión. La televisión en la que se dividen señales en el espectro Radioeléctricos para poder transmitir los canales de televisión por aire, en el cual se tiene un acho de frecuencia X que es el que Multiplexa para que estén la mayor cantidad posible de canales.

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HUB: Es un dispositivo que permite centralizar el cableado de una red y poder ampliarla. Esto significa que dicho dispositivo recibe una señal y repite esta señal emitiéndola por sus diferentes puertos. Trabaja en capa 1 del modelo OSI o capa de Acceso en modelo TCP/IP.

Los Buses de dato en donde al transmitir lo comparten entre varios dispositivos (Discos, memoria, etc.).CPU donde un proceso es asignado un quantum de tiempo durante el cual puede ejecutar sus operaciones antes de ceder el Sitio a otro proceso Los sistemas JDS/SONET se basan en la multiplexación por división del tiempo, que divide la trama en segmentos temporales (llamados trayectos o canales). Esto incluye tanto la carga de datos de la trama como los datos de encabezamiento asociados. El acceso DSL: que suele estar proporcionado por una compañía telefónica. DSL es similar al modem, pero con unas tasas de transmisión más altas. Las tasas suelen ser asimétricas, siendo mayores las de descargas (entrada), subida (salida). Utiliza multiplicación por división de frecuencias, dividendo el ancho en tres franjas Para un receptor satélite o un magnetoscopio este circuito emite las señales audio y vídeo en una frecuencia siguiendo los estándares y las normas de televisión terrestres. Conectado directamente de un receptor a la toma de antena del televisor, el modulador permite traducir estas señales en las mismas condiciones que un emisor herciano terrestre. TDMA ("Time División Múltiple Access"): es común en los sistemas de telefonía fija. Las últimas tecnologías en los sistemas de radio son la codificación de la voz y la compresión de datos, que eliminan redundancia y periodos de silencio y decrementan el tiempo necesario en representar un periodo de voz.

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3. Confeccione un esquema con las características técnicas de cada medio de transmisión Medio de transmisión guiados Par trenzado Cable coaxial Fibra óptica

Razón de datos total

Ancho de banda

Separación de repetidores

4 Mbps 500 Mbps 2 Gbps

3 Mhz 350 MHz 2 GHz

2 a 10 Km 1 a 10 Km 10 a 100 Km

4. Un canal sin ruido de 4 kHz se muestrea cada 1 mseg, cuál es la tasa de datos máxima? 2H Log2V bits/seg = 2*4KHz*Log2 2 = 8 KbpsV 5. Si se envía una señal binaria por un canal de 3 kHz cuya relación de señal a ruido es de 20 dB, cuál es la tasa de datos máxima que se puede obtener? Máxima = HLog2 (1+S/N) = 3KHz*Log2 (1+20)=17.5692kbps S: potencia de la señal N: potencia del ruido S/N: relación señal a ruido 6. Qué es el teorema de Nyquist? El teorema de muestreo de Nyquist-Shannon, también conocido como teorema de muestreo de Whitaker-Nyquist-Kafelnikov-Shannon, criterio de Nyquist o teorema de Nyquist , es un teorema fundamental de la teoría de la información, de especial interés en las telecomunicaciones. El teorema trata con el muestreo, que no debe ser confundido o asociado con la cuantificación, proceso que sigue al de muestreo en la digitalización de una señal y que, al contrario del muestreo, no es reversible (se produce una pérdida de información en el proceso de cuantificación, incluso en el caso ideal teórico, que se traduce en una distorsión conocida como error o ruido de cuantificación y que establece un límite teórico superior a la relación señal-ruido). Dicho de otro modo, desde el punto de vista del teorema, las muestras discretas de una señal son valores exactos que aún no han sufrido redondeo o truncamiento alguno sobre una precisión determinada, esto es, aún no han sido cuantificadas.

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7. Se cumple el teorema de Nyquist para la fibra óptica o solamente para el alambre de cobre? Si, se cumple ya que el teorema, indica que se prueba cualquier señal que pasa por un filtro a bajas. 8. Qué técnica de transmisión transmite señales analógicas? Asíncrona Las modulaciones AM/FM y modulación en fase PM. 9. Cómo se denomina al compartir un medio y su enlace por dos o más dispositivos? Se denomina multiplexación. 10. Cuál es el propósito principal de la multiplexación? Compartir señales lógicas por distintos canales lógicos con el fin de compartir un medio físico y optimizarlo. El propósito es transmitir datos que provienen de diversos equipos (transmisores y receptores) denominados canales de baja velocidad en un medio físico único (denominado canal de alta velocidad). 11. Qué técnica de multiplexación transmite señales digitales? TDMA y FDMM 12. Qué tipo de multiplexación tiene múltiples caminos? La multiplexación por división de frecuencia.

13. Cómo deben ser las conexiones entre los abonados para servicios dedicados? Corresponden a situaciones en la conexión de dos o más puntos entre sí, permitiendo la comunicación instantánea entre los mismos, sin posibilidad de lograr acceso a otros que no estén involucrados en la topología definida. 14. Tienen nivel físico las redes inalámbricas? Si, la atmósfera terrestre y el espacio, el cual puede ser considerado como el medio de transmisión de las ondas que en cierta forma sería un tipo de nivel físico.

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EJERCICIOS PLANTEADOS CAPITULO 2: 1. Los medios de transmisión se clasifican en: Clasificación de los medios: Medios Confinados: - Alambre - Cable Coaxial - Cable Par Trenzado - Fibra Óptica - Guía de Onda Medios No-Confinados - Todo lo que se transmite por el aire - Radio AM/FM - Televisión UHF/VHF - Telefonía Celular - Satélite, - Microondas - Espectro Disperso El cable coaxial

Presenta propiedades mucho más favorables frente a interferencias y a la longitud de la línea de datos, de modo que el ancho de banda puede ser mayor. Esto permite una mayor concentración de las transmisiones analógicas o más capacidad de las transmisiones digitales. Su estructura es la de un cable formado por un conductor central macizo o compuesto por múltiples fibras al que rodea un aislante dieléctrico de mayor diámetro. Una malla exterior aísla de interferencias al conductor central. Utiliza un material aislante para recubrir y proteger todo el conjunto. Presenta condiciones eléctricas más favorables. En redes de área local se utilizan dos tipos de cable coaxial: fino y grueso.

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La fibra óptica: Permite la transmisión de señales luminosas y es insensible a interferencias electromagnéticas externas. Los medios conductores metálicos son incapaces de soportar estas frecuencias tan elevadas y son necesarios medios de transmisión ópticos. Son necesarias fuentes especializadas: Fuente láser: A partir de la década de los sesenta se descubre el láser, una fuente luminosa de alta coherencia, es decir, que produce luz de una única frecuencia y toda la emisión se produce en fase. Diodos láser: es una fuente semiconductora de emisión de láser de bajo precio. Diodos LED. Son semiconductores que producen luz cuando son excitados eléctricamente. La composición del cable de fibra óptica consta de un núcleo, un revestimiento y una cubierta externa protectora. El núcleo es el conductor de la señal luminosa y su atenuación es despreciable. La señal es conducida por el interior de este núcleo fibroso, sin poder escapar de él debido a las reflexiones internas y totales que se producen, impidiendo tanto el escape de energía hacia el exterior como la adición denuevas señales externas.

Actualmente se utilizan tres tipos de fibras ópticas para la transmisión de datos: Fibra Monomodo: Permite la transmisión de señales con ancho de banda hasta 2 Ghz. Fibra Multimodo de índice gradual: Permite transmisiones de hasta 500 Mhz. Fibra Multimodo de índice escalonado: Permite transmisiones de hasta 35 Mhz. Dentro de las ventajas está la gran fiabilidad, su tasa de error es mínima. Su peso y diámetro la hacen ideal frente a los cables de pares o coaxiales. Mayra Alejandra Barrera

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Medios no guiados:

Este tipo de sistemas se utilizan en ocasiones en las redes de área local por la comodidad y flexibilidad que presentan: no son necesarios complejos sistemas de cableado, los puestos se pueden desplazar sin grandes problemas. Sin embargo, adolecen de baja velocidad de transmisión y de fuertes imposiciones administrativas en las asignaciones de frecuencia que pueden utilizar: son sistemas cuyos parámetros de transmisión están legislados por las Administraciones públicos. En algunos casos se requieren permisos especiales, según la banda de frecuencia que utilicen. Los sistemas radioterrestres

El medio de transmisión en los enlaces de radio es el espacio libre, con o sin atmósfera, a través de ondas electromagnéticas que se propagan a la velocidad de la luz. Para llevar a cabo la transmisión se utiliza un sistema de antenas emisoras y receptoras. La propagación por el medio atmosférico produce en ocasiones problemas de transmisión provocados por los agentes meteorológicos. Estos efectos negativos se pueden comprobar fácilmente en las emisiones de televisión, cuando las condiciones climatológicas no son favorables, en forma de interferencias, nieve, rayas, doble imagen, etc. Mayra Alejandra Barrera

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2. El origen de las señales en la fibra óptica es Los circuitos de fibra óptica son filamentos de vidrio flexibles, del espesor de un pelo, llevan mensajes en forma de haces de luz que realmente pasan a través de ellos de un extremo a otro, donde quiera que el filamento vaya (incluyendo curvas y esquinas) sin interrupción. Las Señales luminosas ya es las transmisiones usan la luz en lugar de electricidad. La fuente láser, la cual, es una fuente luminosa de alta coherencia, es decir de una sola frecuencia y la emisión se produce en fase. (Diodos Láser) y Otra fuente es semiconductores que producen luz al ser excitados eléctricamente (Diodos LED). 3. Cómo se puede medir el rendimiento del medio de transmisión? Se puede medir mediante la fórmula de Shannon, quien retoma la fórmula de Nyquist, donde toma, además el ruido aleatorio, en especial el térmico que debido al movimiento de sus moléculas deteriora la señal. Shannon toma en cuenta la relación que hay entre la potencia de la señal y la potencia del ruido (S/N) la cual la expresa del a siguiente manera. Se puede medir mediante la fórmula de Shannon, quien retoma la fórmula de Nyquist, donde toma, además el ruido aleatorio, en especial el térmico que debido al movimiento de sus moléculas deteriora la señal. Shannon toma en cuenta la relación que hay entre la potencia de la señal y la potencia del ruido (S/N) la cual la expresa del a siguiente manera: Número Max de bits/seg= HLog2(1+S/N). 4. Usando la fórmula de Shannon para calcular la tasa de datos de un canal determinado si C=B qué implicaciones tiene esto en la relación S/N? Las implicaciones es que si C tiene mayor ancho de banda que B quiere decir que C tiene mayor Ruido que B y viceversa o ambos tienen el mismo ancho de banda con el mismo ruido. Usando la fórmula de Shannon para calcular la tasa de datos de un canal determinado si C=B qué implicaciones tiene esto en la relación S/N? Las implicaciones es que si C tiene mayor ancho de banda que B quiere decir que C tiene mayor Ruido que B y viceversa o ambos tienen el mismo ancho de banda con el mismo ruido.

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5. Confeccione un esquema con las características técnicas de cada medio de transmisión Medio de transmisión guiados Cable de pares

Ancho de banda

Capacidad maxima

Capacidad usada

características

250 KHz

100 Mbps

9600 bps

Cable coaxial

400 KHz

800 Mbps

10 Mbps

Fibra óptica

2 GHz

2 Gbps

100 Mbps

No son usados en la actualidad Genera interferencias y ruidos Resiste el ruido Atenuan Es pequeño inmune al ruido y tiene pequeña atenuación

Microondas satelital

100 MHz

275 Gbps

20 Mbps

Microondas terrestre

50 GHz

500 Mbps

laser

100 MHz

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Es necesario contar con emisor y receptor Corta la distancia y es difícil de instalar Es necesario tener visibilidad directa del emisor y receptor

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6 Un cable coaxial es un sistema de transmisión con dos conductores. Qué ventajas tiene conectar la malla a tierra? La malla permite evitar las interferencias y si esto se le suma la conexión a tierra el beneficio aumenta al evitar con mayor eficiencia las interferencias 7. Explique por qué el ancho Es porque a mayor distancia se puede disminuir la señal es por eso que se necesita de dispositivos para mantener la señal. Disminuyen con la distancia es que las señales que se transmite a través del cable son de tipo eléctrico, es sabido que los cables presentan una resistencia en la transmisión eléctrica, la cual, la resistencia aumenta en la medida que va aumentando su longitud.

EJERCICIOS PLANTEADOS CAPITULO 3:

1 Defina el concepto de codificación Es el proceso por el cual la información de una fuente es convertida en símbolos para ser comunicada. En otras palabras, es la aplicación de las reglas de un código. El uso de la codificación depende de los requisitos exigidos, del medio de transmisión y de los recursos disponibles para la comunicación, codificar es expresar una información de acuerdo con una norma o código para que lo que hace necesario que el emisor y que el receptor se pongan de acuerdo en el código que utilizaran para expresar sus mensajes 2. Cuál es la diferencia entre codificación y modulación? La modulación es el proceso, o el resultado del proceso, de variar una característica de una portadora de acuerdo con una señal que transporta información. El propósito de la modulación es sobreponer señales en las ondas portadoras mientras que codificar toma la información de una fuente y esta se convierte en códigos o símbolos para ser entendida y comunicada. 3. Qué es la codificación digital a digital? Es la representación de un código digital a una señal digital, como por ejemplo una impresora ella recibe los datos digitales pero necesita convertirlos a pulsos de voltaje para realizar la función indicada. Una codificación digital a digital es la representación de la información digital mediante una señal digital. Existen muchos mecanismos usados para la codificación digital a digital, entre los más útiles encontramos el unipolar, la polar y la bipolar.

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4. Qué es la conversión de analógico a digital? Esta conversión permite convertir pulsos de voltaje a bits por ello fue creado el teorema de Nyquist en el que se especifica que la la tasa de muestreo debe ser al menos del doble del original para la conversión. Esta codificación de analógico a digital, es aplicada principalmente en PCM (Modulación por Codificación de Pulsos) en donde se requiere muestrear y cuantificar cada muestra en un conjunto de bits y después asignar puntaje de nivel a los bits. 6. Qué es la conversión de digital a analógico? Es el proceso en el cual se cambia una de las características de una señal digital a una analógica sucede mucho con la comunicación telefónica ya que la señal original esta en digital pero los cables solo entienden analógica por tal razón esta se convierten valores binarios es decir 1 y 0.

7. Qué es la conversión de analógico a analógico? Se ven en la radio con las frecuencias AM, FM y PM en la que por medio de la amplitud de la señal modulada se pueden determinar dichas frecuencias. 8. Compare la modulación en frecuencia y en amplitud La modulación de amplitud tanto la frecuencia como la fase permanecen constantes mientras que4 la amplitud cambia. En la modulación de frecuencia, la frecuencia durante la duración del bit es constante y su valor depende de un bit cero o uno, tanto la amplitud de pico como la fase permanecen constantes. Modulación por amplitud: la onda portadora también se puede modular variando la amplitud de la onda según las variaciones de la frecuenta e intensidad de una señal sonora, tal como una nota musical. Esta forma de modulación, AM, se utiliza en muchos servicios de radiotelefonía, incluidas las emisiones de radio. La AM también se emplea en la telefonía por onda portadora, en la que la portadora modulada se transmite por cable y en la transmisión de imágenes estáticas a través de cable o radio. La frecuencia modulada es un sistema de transmisión de radio en la que la onda portadora se modula de forma que su frecuencia varié según la señal de audio transmitida. La frecuencia modulada posee varias ventajas sobre el sistema de amplitud utilizando alternativamente en radiodifusión. La más importante es que el sistema FM apenas la afectan las interferencias y descargas estáticas. Algunas perturbaciones eléctricas. 9. Qué significa PCM y dónde se utiliza esta técnica comúnmente? Son datos analógicos que se pasan a señales digitales donde PCM significa Modulación por Codificación de Pulsos, donde se muestrea y cuantifica cada muestra en un conjunto de bits y luego le asigna un voltaje de nivel a los bytes. Es común esto en los sistemas de Microondas y la transmisión y recepción de voz y datos. Mayra Alejandra Barrera

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La Modulación por Impulsos Codificados (MIC o PCM por sus siglas inglesas de Pulse Code Modulation), es un procedimiento de modulación utilizado para transformar una señal analógica en una secuencia de bits. 11. Cuál es el propósito principal de la multiplexación? El propósito de la Multiplexación es compartir un medio de transmisión entre diferentes emisores que transmiten señales con receptores diferentes que reciben señales, en el cual residen varios canales lógicos.

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BIBLIOGRAFIA       

Practica uno ingeniería de telecomunicaciones- UNAD Módulo de ingeniería de telecomunicaciones – UNAD Módulo de CAT para telecomunicaciones – UNAD ALCALDE, EDUARDO Y JESÚS GARCÍA TOMÁS (1993) . Introducción a la Teleinformática, McGrawHill. GARCÍA, LEÓN Y WIDJAJA ( 2002). Redes de comunicación, McGrawHill. STALLINGS, WILLIAM (2000). Comunicaciones y redes de computadores, Prentice Hall. http://www.cisco.com

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