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• Marco Nava

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Resumen Telecom Unidad 3 Modulación por desplazamiento de amplitud (ASK, Amplitude Shift Keying) La potencia de la señal portadora se cambia para representar el 1 o 0 binario. Tanto la frecuencia como la fase permanecen constantes mientras que la amplitud cambia. La duración del bit es el periodo de tiempo que se define un bit.

Por desgracia la transmisión ASK es altamente susceptible a la interferencia por ruidos.

Ruido Se refiere a los voltajes no internacionales introducidos dentro de una línea por fenómenos variados tales como el calor o la introducción electromagnética creada por otras fuentes.

OKK Una técnica popular de tipo ASK es la denominada on-off (OOK). En OOK uno de los valores de bit se representa por la inexistencia de voltaje. La ventaja es una reducción en la cantidad de energía necesaria para transmitir la información.

Ancho de banda de ASK El ancho de banda de una señal es un rango total de frecuencias ocupadas por esas señales. Cuando se descompone una señal modulada con ASK, se obtiene un espectro de muchas frecuencias simples. Los requisitos de ancho de banda para ASK se calculan usando la fórmula: BW: (1 +d) x Nbaudio Dónde: BW: es el bando de ancho N: es la tasa de baudios

D: es un factor relacionado con la condición de la línea (con un valor mínimo de 0) Como se puede ver, el ancho de banda mínimo necesario para la transmisión es igual a la tasa de baudios. Aunque hay únicamente una frecuencia portadora, el proceso de modulación produce una señal compleja que es una combinación de muchas señales sencillas, cada una de las cuales tienen una frecuencia distinta.

En ASK la tasa de baudios y la tasa de bits son la misma. En ASK la tasa de baudios es la misma que el ancho de banda.

Modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK) La frecuencia de la señal portadora cambia para representar el 0 y el 1 binario. La frecuencia de la señal durante la duración del bit es constante y su valor depende de un bit (0 ó 1): tanto la amplitud de pico como la fase permanece constantes. La siguiente figura muestra una visión conceptual de FSK.

FSK evita la mayor parte de los problemas de ruidos de ASK. Debido a que el dispositivo receptor está buscando cambios específicos de frecuencia en un cierto número de periodos, puede ignorar los picos de voltaje. Los factores que limitan la FSK son las capacidades específicas de la portadora.

Ancho de banda para FSK El ancho de banda necesario para la transmisión con FSK es igual a la tasa de baudios de la señal más el desplazamiento de frecuencia (diferencia entre las dos frecuencias de las portadoras) BW=( fc0 - fc1)+ Nbaudio. Aunque hay dos frecuencias portadoras el proceso de modulación produce una señal compuesta que es una combinación de muchas señales simples, cada una con una frecuencia distinta.

Modulación por desplazamiento de fase (PSK) La fase de la portadora cambia para representar el 1 o el 0 binario. Tanto la amplitud de pico como la frecuencia permanecen constantes mientras la fase cambia.

PSK no es susceptible a la degradación por ruido que afecta a ASK ni a las limitaciones de banda de FSK. Esto significa que pequeñas variaciones en la señal se pueden detectar fiablemente en el receptor. Además, en lugar de utilizar solamente dos variaciones de una señal, cada una representando un bit, se pueden utilizar cuatro variaciones y dejar que cada desplazamiento de fase represente dos bits.

Ancho de banda para PSK El ancho de banda mínimo necesario para transmisión PSK es el mismo que el que se necesita para la transmisión ASK, y por las mismas razones. Como ya hemos visto, la máxima tasa de bits en transmisión PSK es, sin embargo, potencialmente mucho mayor que la de ASK. Por tanto, mientras que la máxima tasa de baudios de ASK y PSK son las mismas para un ancho de banda determinado, la tasa de bits con PSK, usando el mismo ancho de banda, puede ser dos o más veces mayores.

QAM Modulación de amplitud en cuadratura (Quadrature Amplitude Modulation) Combina ASK y PSK para tener x variaciones en fase e y variaciones en amplitud, dando x veces y posibles variaciones y el número correspondiente de bits por variación. El termino cuadratura se deriva de las restricciones necesarias para el rendimiento mínimo y está relacionado con la trigonometría. La modulación de amplitud en cuadratura significa combinar ASK y PSK de tal forma que haya un contraste máximo entre cada bit, dibit, tribit, quabit, etc. Teóricamente, cualquier valor medible de cambios en amplitud se puede combinar con cualquier valor de cambios en fase.

En ambos casos el número de desplazamientos de amplitud es menor que el número de desplazamientos de amplitud es menor que el número de desplazamientos de fase. Debido a que los cambios de amplitud son susceptibles al ruido y requieren diferencias en el desplazamiento de lo que necesitan lo cambios en fase, el número de desplazamientos en fase usados en un sistema QAM es siempre mayor que el número de desplazamientos en amplitud. Al ancho de banda mínimo necesario para una transmisión QAM es el mismo que es necesario para transmisión ASK y PSK. QAM tiene las mismas ventajas que PSK sobre ASK.

Modulación AM (Amplitude Modulation) La señal portadora se modula de forma que su amplitud varié con los cambios de amplitud de la señal modulada. La frecuencia y la fase de la portadora son siempre las mismas; solamente la amplitud cambia para seguir las variaciones en la información.

Ancho de banda en AM El ancho de banda de una señal AM es igual al doble del ancho de banda de la señal modulada y cubre un rango centrado alrededor de la frecuencia de la portadora. El ancho de banda de una señal de audio es habitualmente de 5KHz. Por lo tanto, una estación de radio AM necesita un ancho de banda mínimo de 10KHz. De hecho, la Comisión de Comunicaciones Federales (FCC) permite 10 KHz para cada estación AM.

Una señal AM necesita dos veces el ancho de banda de la señal original.

Modulación FM (Frequency Modulation) Se modula la frecuencia de la señal portadora para seguir los cambios en los niveles de voltaje de la señal modulada. La amplitud pico y la fase de la señal portadora, permanecen constantes, pero a medida que la amplitud de la señal de información cambia, la frecuencia de la portadora cambia de forma correspondiente.

Ancho de banda en FM El ancho de banda de una señal FM es igual a diez veces el ancho de banda de la señal modulada, y como los anchos de banda AM, cubren un rango centrado alrededor de la frecuencia portadora. El ancho de banda de una señal de audio en estéreo es habitualmente de 5KHz. Por lo tanto, una estación de radio FM necesita un ancho de banda mínimo de 150KHz. De hecho, la Comisión de Comunicaciones Federales (FCC) permite 200 KHz para cada estación FM.

Una señal FM requiere 10 veces el ancho de banda de la senial original.

Códigos de Línea Con retorno a Cero (RZ)

NRZ – L Sin retorno a cero, nivel El nivel de la señal depende del estado del bit.(Cambia cuando hay una transición)

NRZ – I Sin retorno a cero invertido La señal se invierte si se encuentra un uno.

Manchester Usa la inversión a mitad de cada intervalo de bit para sincronizar y para representar bits.

Manchester diferencial La inversión en la mitad del intervalo de bit se usa para sincronización, pero la presencia o ausencia de una transición adicional al principio de cada intervalo se usa para identificar el bit. Una transición significa un 0 binario, mientras que la ausencia de transición significa un 1 binario.

Codificación bipolar AMI (Inversión de marca alternada) Es la forma más sencilla de codificación bipolar.

B8ZS Bipolar con sustitución de 8 ceros La solución provista por B8ZS es forzar cambios artificiales de señal denominados violaciones, dentro de la tira de ceros, cada vez que hay una sucesión de ocho ceros.

Codificación el flujo de bits 10000000000100 usando B8ZS. Asuma que la polaridad del primero 1 es positiva.

HDB3 Si hay cuatro ceros seguidos, se cambia el patrón usando una de las cuatros formas basadas en la polaridad del 1 anterior y el número de unos desde la última sustitución.

Codifique el flujo de bits 10000000000100 usando HDB3. Asuma que el número de unos hasta ahora es impar y que el primero es positivo.