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• Deborah Kristelly

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Plan de Evaluación Evaluación

Unidad

%

Fecha

Enlaces de Radio (Taller TeóricoPráctico 3 personas) Enlaces de Radio (Exámen)

1

10

14-04

1

15

28-04

GSM (Interrogatorio) FSO (Exámen) Sistemas Satelitales (Exámen)

2 3 4

15 15 15

12-05 26-05 09-06

Proyecto Final (2 personas) Intervenciones, Asistencia, Responsabilidad

-

20 10

30-06

Sistemas de Comunicaciones I - Prof. José Julián Figueroa

UNEFA INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIONES CÁTEDRA: SISTEMAS DE COMUNICACIONES I

INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE COMUNICACIONES (UNIDAD 1) Sistemas de Comunicaciones I - Prof. José Julián Figueroa

Historia de las Comunicaciones

Samuel Morse (Boston, Massachusetts, Estados Unidos. 27 de Abril de 1791 – Nueva York, 2 de Abril de 1872) fue un inventor y pintor estadounidense, conocido por haber inventado el telégrafo en 1837.

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Historia de las Comunicaciones James Clerk Maxwell (Edimburgo, Escocia, 13 de junio de 1831 – Cambridge, Inglaterra, 5 de noviembre de 1879). Físico escocés conocido principalmente por haber desarrollado la teoría electromagnética clásica, sintetizando todas las anteriores observaciones, experimentos y leyes sobre electricidad, magnetismo y aun sobre óptica, en una teoría consistente

Las ecuaciones de Maxwell demostraron que la electricidad, el magnetismo y hasta la luz, son manifestaciones del mismo fenómeno: el campo electromagnético. Desde ese momento, todas las otras leyes y ecuaciones clásicas de estas disciplinas se convirtieron en casos simplificados de las ecuaciones de Maxwell. Su trabajo sobre electromagnetismo ha sido llamado la segunda gran unificación en física.

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Historia de las Comunicaciones Alexander Graham Bell (Edimburgo, Escocia, Reino Unido, 3 de marzo de 1847 – Beinn Bhreagh, Canadá, 2 de agosto de 1922) fue un científico, inventor y logopeda británico. Contribuyó al desarrollo de las telecomunicaciones y la tecnología de la aviación. Su padre, abuelo y hermano estuvieron asociados con el trabajo en locución y discurso (su madre y su esposa eran sordas), lo que influyó profundamente en el trabajo de Bell, su investigación en la escucha y el habla. Esto le movió a experimentar con aparatos para el oído. Sus investigaciones le llevaron a intentar conseguir la patente del teléfono en América, obteniéndola en 1876, aunque el aparato ya había sido desarrollado anteriormente por Antonio Meucci, siendo éste reconocido como su inventor el 11 de junio de 2002.

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Historia de las Comunicaciones Hertz,

Físico Alemán, Primeros experimentos. 22 de febrero de 1857 Hamburgo, Confederación Germánica (actual Alemania), murio1 de enero de 1894 Hertz reformuló las ecuaciones de Maxwell para tomar en cuenta el nuevo descubrimiento. Probó experimentalmente que las ondas electromagnéticas pueden viajar a través del aire libre y del vacío, como había sido predicho por James Clerk Maxwell y Michael Faraday. También descubrió el efecto fotoeléctrico (que fue explicado más adelante por Albert Einstein) cuando notó que un objeto cargado pierde su carga más fácilmente al ser iluminado por la luz ultravioleta.

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Historia de las Comunicaciones Guglielmo Marconi, ( Bolonia, 25 de abril de 1874 - † Roma, 20 de julio de 1937) fue un ingeniero eléctrico italiano y ganador del Premio Nobel de Física en 1909, conocido por el desarrollo de un sistema de telegrafía sin hilos (T.S.H.) o radiotelegrafía. También fue presidente de la Academia d'Italia. Envió las primeras señales de radio.

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Historia de las Comunicaciones Edwin Howard Armstrong Nueva York 18 de diciembre de 1890 - Nueva York 31 de enero de 1954, ingeniero eléctrico e inventor estadounidense. Graduado en 1913 en ingeniería eléctrica en la Universidad de Columbia.

Edwin Armstrong fue uno de los inventores más prolíficos de la era de la radio, con una visión que se anticipó a su tiempo. Armstrong inventó la radio en Frecuencia modulada (FM). También inventó el circuito regenerativo (mientras que era un joven estudiante en la universidad de Columbia, y patentado en 1914), el circuito Super-regenerativo (patentado en1922), y el receptor superheterodino (patentado en 1918).

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Objetivo de un Sistema de Comunicación

Es la transmisión, recepción y procesamiento de información entre dos o más lugares, mediante circuitos electrónicos

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Transmisión Transporte de Señales de un lugar a otro

Transmisión

Señal Línea de Transmisión

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Comunicación Proceso mediante el cual se transmite información Cualquier proceso de comunicación implica una transmisión de información Para que haya comunicación debe existir un código común entre Emisor y Receptor

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Transmisión

≠

Comunicación

Comunicación Transmisión ⇒ Emisor Recepción ⇒ Receptor Medio de Comunicación Transmitir Información ⇒ Datos El Receptor tiene que entender lo que envía el Emisor

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Telecomunicaciones Conjunto de medios técnicos que permiten la comunicación a distancia. TRANSMISIÓN

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Teleiformática Telecomunicaciones + Informática Conjunto de equipos, técnicas y métodos para el procesamiento de datos a distancia. Los datos no se procesan donde se generan o almacenan Se transmiten datos desde un sistema informático a otro, por medio de las redes telecomunicaciones. Comunicación remota entre procesos

Teleinformática = Teletratamiento = Teleprocesamiento

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Teleinformática

≠

Telemática

Telemática

Uso de Telecomunicaciones para conectar equipos informáticos con la finalidad de ofrecer servicios a usuarios. Servicio de Valor Agregado Teleinformática

Teleproceso, procesamiento a distancia

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EL PROBLEMA DE LAS COMUNICACIONES PROBLEMA POR RESOLVER A y B necesitan intercambiar información COMUNICACIONES: Estudio y Desarrollo de los mecanismos más eficientes que permiten el INTERCAMBIO de información entre A y B.

Características del Intercambio: Seguridad Confiabilidad Oportunidad Sistemas de Comunicaciones I - Prof. José Julián Figueroa

DIFICULTADES QUE SE PRESENTAN 1. Que A y B NO se encuentren en el mismo sitio Debemos resolver al menos los siguientes aspectos: Estará el receptor en posibilidad de recibir el mensaje ? Cómo se enterará el receptor que recibirá un mensaje ? Cómo se enterará el receptor que el transmisor ha iniciado la transmisión de un mensaje ? Cómo se enterará el transmisor que el mensaje ha sido transmitido correctamente ?

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DIFICULTADES QUE SE PRESENTAN 2. Que A y B no hablen el mismo idioma. 3. Que la información que intercambien A y B sea de naturaleza diversa. Voz Datos Video

4. Que A y B no trabajen a la misma velocidad Sincronización Control de Flujo

El intercambio de información se realiza a través de un SISTEMA INFORMATICO. Sistemas de Comunicaciones I - Prof. José Julián Figueroa

Sistema de Comunicaciones ¿ Por DONDE viaja el mensaje ? El mensaje viaja por el CANAL DE COMUNICACIONES.

¿ COMO viaja el mensaje ? El emisor transforma el mensaje original a una forma tal que pueda ser enviado a través del canal, el receptor realiza el proceso inverso.

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Sistema de Comunicaciones El mensaje puede ser transmitido a través del CANAL (o MEDIO de TRANSMISION) en forma de: Señales de Corriente o Voltaje El medio físico lo constituyen HILOS o CABLES ELECTRICOS.

Señales Electromagnéticas El medio físico podría ser la ATMOSFERA (Espacio Libre) Cable o FIBRA OPTICA.

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Conceptos Básicos

SEÑAL MEDIOS de COMUNICACIÓN MODOS de COMUNICACIÓN CIRCUITO de DATOS ENLACE de DATOS Sistemas de Comunicaciones I - Prof. José Julián Figueroa

SEÑAL Variación de un fenómeno físico en el tiempo. (sonido, voltaje, luz, frecuencia, fase, etc.) Variación de una característica del medio en el tiempo. Señales ⇒ Ondas Electromagnéticas

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Tipo de Señal SEÑALES ANÁLOGAS: La señal toma valores en un rango continuo.

SEÑALES DIGITALES: La señal toma valores discretos o discontinuos.

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Modulación / Demodulación SEÑAL ANALÓGICA AM: Modulación por Amplitud FM: Modulación en Frecuencia PM: Modulación en Fase

v(t)= V. sen(2π.f.t + θ) SEÑAL DIGITAL ASK: Modulación por Conmutación de Amplitud FSK: Modulación por Conmutación de Frecuencia PSK: Modulación por Conmutación de Fase QAM: Modulación de Amplitud en Cuadratura

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Datos Analógicos / Digitales Teléfono

Datos Analógicos Señales Analógicas

Modem

Datos Digitales Señales Analógicas

CODEC

Datos Analógicos Señales Digitales

Transmisor Digital

Datos Digitales Señales Digitales

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Tendencia Utilizar señales y sistemas digitales por las siguientes ventajas: Disminución en costo y tamaño de los circuitos electrónicos requeridos. Integridad de los datos mediante mecanismos de detección y corrección de errores y mediante repetidores en vez de amplificadores que no crean ruido acumulativo. Seguridad y privacidad al usar técnicas como la encriptación. Sistemas de Comunicaciones I - Prof. José Julián Figueroa

Medio de Comunicación Medio de Comunicación ≡ Canal de Comunicación Las características del medio de comunicación o canal determinan limitaciones sobre la velocidad de transmisión, la distancia, el costo, etc.

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Medio de Comunicación MEDIO GUIADO a lo largo de un camino físico

Par trenzado Cable coaxial Fibra óptica MEDIO NO GUIADO (inalámbrico)

Aire Agua Vacío Sistemas de Comunicaciones I - Prof. José Julián Figueroa

Circuito de Datos Transmite Información

Comunicación

Información Circuito de Datos

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Circuito de Datos La comunicación de datos ocurre entre un transmisor y un receptor a través de un Medio de Transmisión o Canal Emisor

Medio

Receptor

CIRCUITO DE DATOS

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Enlace de Datos Un enlace de datos es el conjunto de equipos terminales, red de interconexión y programas asociados, que permite el intercambio de información entre los equipos terminales. También puede decirse que un enlace de datos se establece cuando 2 o más equipos terminales intercambian información mediante un circuito de datos.

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Elementos de un Enlace de Datos ETTD Equipo Terminal de Tratamiento de Datos ETCD Equipo Terminal de Circuito de Datos Medio o Canal de Comunicación Interfaces de Comunicación Entre ETTD y ETCD Entre ETCD y Medio de Comunicación

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Elementos de un Enlace de Datos ETTD Equipo Terminal de Tratamiento de Datos ( DTE Data Terminal Equipment ) Funciones: Origen de Datos Teclado, Lector de Tarjetas Receptor de Datos Impresora, Memoriza Datos Controlador de la Comunicación Protocolo

Ejemplos: Computador PC, Estación de Trabajo Terminal Bancario Sistemas de Comunicaciones I - Prof. José Julián Figueroa

Elementos de un Enlace de Datos ETCD Equipo Terminal de Circuito de Datos ( DCE Data Communications Equipment ) Funciones: Adapta Señal de Datos al Medio de Transmisión Modulación / Demodulación Codificación / Decodificación

Ejemplos: Modem, Cable Modem, Modem Banda Base

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Enlace de Datos INTERFACES ESTACIÓN DE DATOS

ESTACIÓN DE DATOS

ETTD

ETTD

(DTE)

(DTE)

ETCD (DCE)

Medio

ETCD (DCE)

CIRCUITO DE DATOS ENLACE DE DATOS Sistemas de Comunicaciones I - Prof. José Julián Figueroa

Enlace de Datos DTE

DTE DCE

INTERFACES RS-232 V.35 RS-449 X.21 FXS/FXO E&M G.703

DCE

CODIGO ASCII EBCDIC …… MEDIO Par trenzado Coax, Cable Modem Fibra Óptica Cableado Estructurado Sistema Telefónico RDSI, xDSL

MODULACIÓN/ CODIFICACIÓN ASK NRZ FSK AMI PSK Manchester

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Enlace de Datos EMISOR / RECEPTOR

EMISOR / RECEPTOR CANAL: AIRE

Cerebro

Cerebro

Sistema Nervioso Cuerdas Vocales

Oído Aire

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Tipos de Enlace Punto a Punto Enlace directo entre 2 dispositivos Únicos dispositivos que comparten el medio.

Punto Multipunto Más de dos dispositivos comparten el medio.

Multipunto (Broadcasting) Medios NO guiados Enlaces Inalámbricos

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Punto

a

Punto

Conexión Directa Transmisor/ Receptor

Transmisor/ Receptor

Medio

Medio

Amplificador o Repetidor

Transmisor/ Receptor

Medio

Transmisor/ Receptor

Pueden ser varios Sistemas de Comunicaciones I - Prof. José Julián Figueroa

Multipunto Varios Comparten el Medio

Transmisor/ Receptor

…..

Transmisor/ Receptor

Medio

Transmisor/ Receptor

Amplificador o Repetidor

…..

Transmisor/ Receptor

Medio

Pueden ser varios

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Enlaces Inalámbricos Omnidireccionales La antena transmisora emite en todas las direcciones espaciales y la receptora recibe igualmente en toda dirección.

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Enlaces Inalámbricos Direccionales La energía emitida se concentra en un haz, para lo cual se requiere que la antena receptora y transmisora estén alineadas.

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Modos de Comunicación Por cantidad de bits transmitidos simultáneamente:

COMUNICACIÓN SERIAL Un bit tras de otro. Ej: RS-232, USB, Teclado Una línea de datos

COMUNICACIÓN PARALELA Varios bits a la vez. Ej: Impresora Centronics Distancia Corta

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Modos de Comunicación Por sentido y simultaneidad:

Unidireccional SIMPLEX

Bidireccional Alterno HALF DUPLEX

Bidireccional Simultáneo FULL DUPLEX y FULL/FULL DUPLEX

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Comunicación Simplex Los datos son transmitidos en una sola dirección. Ejemplo: Radio, Televisión

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Comunicación Half Duplex Los datos transmitidos fluyen en ambas direcciones, pero solamente en un sentido a la vez. Ejemplos: Walkie Talkie Radio Teléfono STOP

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Comunicación Full Duplex Los datos fluyen en ambas direcciones simultáneamente. Ejemplo: Teléfono

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Transmisión Serial Problema de sincronización entre emisor y receptor la razón de bits (bits por segundo) la duración de cada bit la separación entre bits

Transmisión Asíncrona. Transmisión Síncrona.

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Transmisión Asíncrona Sincronización a cada carácter Arranque-Parada (Start-Stop) Bits de Datos (7/8)

Reposo

Arranque

Parada

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Transmisión Síncrona Caracteres de sincronización al principio de cada bloque de datos transmitidos SYN 10010110 SYN SYN STX

DATOS

ETX CRC

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Interfaces Un tipo de dispositivo que se emplea para conectar equipos unos con otros. Los equipos de transmisión se conectan entre sí utilizando interfaces normalizadas.

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Interface Normalizada Conexión eléctrica entre el DTE y el DCE. Los procedimientos necesarios para establecer, mantener y liberar la conexión física utilizando el medio de transmisión. Los medios para transmitir de forma transparente una cadena de bits. Un medio de controlar los fallos en la ruta de transmisión y notificarlo al DTE y/o DCE.

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Interface Normalizada Especificación mecánica de los cables y conectores. Especificación eléctrica en la que se incluyen los voltajes, impedancias y formas de onda. Especificación funcional, incluyendo las asignaciones de las señales a las diferentes patillas y la definición de éstas. Especificación del procedimiento de control y transferencia de datos.

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Estándares EIA/TIA-232: Estándar de la interfaz de la capa física, desarrollado por EIA y TIA, que soporta circuitos no balanceados a velocidades de señal de hasta 64 kbps. EIA/TIA-449: Esencialmente, es una versión más veloz (hasta 2 Mbps) de EIA/TIA-232, que admite tendidos de cable más extensos. EIA/TIA-612/613: Estándar que describe la Interfaz serial de alta velocidad (HSSI), que suministra acceso a servicios a velocidades de T3 (45 Mbps), E3 (34 Mbps) y red óptica síncrona (SONET) STS-1 (51,84 Mbps). V.24: Estándar de UIT-T para una interfaz de la capa física entre el DTE y el DCE. V.35: Estándar de UIT-T que describe un protocolo de la capa física, síncrono, que se utiliza para las comunicaciones entre un dispositivo de acceso de red y una red de paquetes. V.35 es el estándar de uso más generalizado los Estados Unidos y en Europa, y se recomienda para velocidades de hasta 48 kbps. X.21: Estándar de UIT-T para la comunicación serial a través de líneas digitales síncronas. El protocolo X.21 se utiliza principalmente en Europa y Japón. G.703: Especificación mecánica y eléctrica de UIT-T para conexiones entre el equipo de la compañía telefónica y el DTE que utiliza conectores BNC (British Naval Conector) y que opera a velocidades de datos E1. EIA-530: Dos implementaciones eléctricas de EIA/TIA-449: RS-422 (para transmisión balanceada) y RS-423 (para transmisión no balanceada).

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Estándares EIA RS-232 CCITT V.24 Especificaciones Mecánicas: ISO 2110 Especificaciones Eléctricas: V.28 Especificaciones Funcionales: V.24 Especificaciones de Procedimiento: V.24

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Especificaciones Mecánicas Conector RS-232 ISO 2110 DB-25

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Especificaciones Eléctricas Tensión entre +3 y +25 voltios se interpreta como un "circuito activo“ Tensión entre -3 y -25 voltios se interpreta como un "circuito inactivo" Distancia DTE-DCE < 15 m

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Diagrama de Bloques de un Sistema de Comunicaciones Señal ModuladoraInformación (baja frecuencia)

Transmisor

Modulador (Convertidor Elevador)

Oscilador de portadora (alta frecuencia)

Amplificador

Oscilador local (alta frecuencia)

Demodulador

Señal DemoduladaInformación (baja frecuencia)

Medio de Transmisión (canal)

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Receptor

Espectro Electromagnético Banda de Radiofrecuencias

Ultrasónico Subsónico