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• Julio Cesar Cardozo Bracho

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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE GUAYANA. COORDINACIÓN GENERAL DE PREGRADO. COORDINACIÓN DE INGENIERÍA EN INFORMÁTICA. ASIGNATURA: TELECOMUNICACIONES I.

TELECOMUNICACIONES I.

Red 3G/4G

ING. JUAN J. HERNÁNDEZ MSc. Realizado por Ing. Juan J. Hernández MSc.

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE GUAYANA. COORDINACIÓN GENERAL DE PREGRADO. COORDINACIÓN DE INGENIERÍA EN INFORMÁTICA. ASIGNATURA: TELECOMUNICACIONES I.

INTRODUCCIÓN. En los últimos años en las Telecomunicaciones se ha dado un desarrollo vertiginoso. En nuestro país es el área que ha mantenido inversiones permanentes en el tiempo. En el mundo, las mismas han tenido un crecimiento progresivo y constante. Los Servicios que se prestan a través de las Telecomunicaciones como son: la Telefonía (fija y móvil), la Radiodifusión, la Televisión (actual y la futura interactiva), la Transmisión de Datos e Internet, han llegado a ser parte integral de la vida moderna. Las Telecomunicaciones recorren el mundo llevando información de texto, datos, voz, imágenes, videos y archivos de multimedia. Las Computadoras hablan con otras Computadoras a través de Redes de Telecomunicaciones locales, nacionales e Internacionales, alámbricas e inalámbricas. El Control, Mantenimiento y Operación de los Sistemas y Redes de Telecomunicaciones está hoy en día automatizado a través del Software. La asignatura Telecomunicaciones I nos permitirá estar informados de los procesos que se dan en las Telecomunicaciones como infraestructura (Transmisión, Canal o Medio de Transmisión y Recepción) para llevar información (texto, datos, voz, videos, imágenes y archivos de multimedia) de un origen a un destino, o de un punto a otro. El Transmisor convierte la información original de la fuente a una forma más adecuada para la transmisión, el medio de transmisión proporciona un medio de conexión (o puente) entre el transmisor y el receptor (tal como un conductor metálico, una fibra óptica o el aire), y el receptor convierte la información recibida a su forma original y la transfiere a su destino. Realizado por Ing. Juan J. Hernández MSc.

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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE COMUNICACIONES.

Información de la Fuente

Transmisor

Medio o Canal de Transmisión

Estación A

Receptor

Información Recibida en el Destino

Estación B Ruido, Interferencia, Distorsión

Sistema de Comunicaciones de una sola dirección.

Información de la Fuente

Transmisor

Receptor

Información Recibida en el Destino

Transmisor

Información de la Fuente

Medio o Canal de Transmisión Información Recibida en el Destino

Receptor

Estación A

Estación B Ruido, Interferencia, Distorsión

Sistema de Comunicaciones en ambas direcciones. Realizado por Ing. Juan J. Hernández MSc.

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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE COMUNICACIONES. DISTORSIÓN: Es una perturbación de la forma de la señal causada por una respuesta imperfecta del Sistema a la propia señal deseada. Al contrario del Ruido y la Interferencia, desaparece cuando la señal es dejada de transmitir después de la finalización de los transitorios de los componentes del sistema. Si el canal de comunicaciones tiene una respuesta lineal, la Distorsión puede ser corregida o al menos reducida con la ayuda de Filtros especiales llamados Ecualizadores. INTERFERENCIA: Es contaminación por señales extrañas desde fuentes humanas, otros transmisores, líneas de potencia, maquinarias, circuitos de suicheo o conmutación, etc. La Interferencia ocurre mucho más frecuente en Sistemas de Radio cuyas Antenas Receptoras, usualmente reciben muchas señales al mismo tiempo. Interferencia de Radiofrecuencia (RFI), también aparece en Sistemas de Cables, si los Cables de Transmisión o la circuitería del Receptor capturan señales radiales desde fuentes vecinas. Filtros apropiados remueven la Interferencia de las Bandas de Frecuencia de la señal deseada. RUIDO: Son señales eléctricas e impredecibles producidas por procesos naturales internos o externos al sistema. Cuando tales señales aleatorias están sobreimpuestas en la señal del mensaje, este puede ser deteriorado parcialmente o anulado totalmente. Los Filtros reducen el efecto del Ruido, pero siempre permanece, inevitablemente, alguna cantidad de Ruido que no puede ser eliminado. Realizado por Ing. Juan J. Hernández MSc.

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UNIDADES DE TIEMPO, FRECUENCIA Y VELOCIDADES DE TRANSMISIÓN DE INFORMACIÓN. En cuanto a las velocidades en que se transmiten la información, convertida en mensajes, y estos a su vez convertidos en señales digitales, se utiliza la unidad del bit por segundo (bit / seg) o (bps). Comúnmente se utilizan los múltiplos del bps, estos son:

1.

El Kilo bit por segundo (Kbit / seg) o (Kbps) que es igual a 10³ bps = 1.000 bps.

2.

El Mega bit por segundo (Mbit / seg) o (Mbps) que es igual a 10 bps = 1.000.000 bps.

3.

El Giga bit por segundo (Gbit / seg) o (Gbps) que es igual a 10 bps = 1.000.000.000 bps.

4.

El Tera bit por segundo (Tbit / seg) o (Tbps) que es igual a 10

bps =

1.000.000.000.000 bps.

Realizado por Ing. Juan J. Hernández MSc.

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UNIDADES DE TIEMPO, FRECUENCIA Y VELOCIDADES DE TRANSMISIÓN DE INFORMACIÓN. En el análisis de las señales en el tiempo se utilizan comúnmente los submúltiplos de la unidad de tiempo, el segundo (seg), ellos son:

1.

El milisegundo (mseg) que es igual a 10‫־‬³ seg = 0,001seg.

2.

El microsegundo (µseg) que es igual a 10‫ ־‬seg = 0,000001seg.

3.

El nanosegundo (nseg) que es igual a 10‫ ־‬seg = 0,000000001seg.

4.

El picosegundo (pseg) que es igual a 10‫־‬

seg = 0,000000000001 seg.

En el análisis de las señales en la frecuencia se utilizan comúnmente los múltiplos de la unidad de frecuencia, el Hertz (Hz), ellos son:

1.

El Kilohertz (KHz) que es igual a 10³ Hz = 1.000 Hz.

2.

El Megahertz (MHz) que es igual a 10 Hz = 1.000.000 Hz.

3.

El Gigahertz (GHz) que es igual a 10 Hz = 1.000.000.000 Hz.

4.

El Terahertz (THz) que es igual a 10

Hz = 1.000.000.000.000 Hz. Realizado por Ing. Juan J. Hernández MSc.

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UNIDADES DE TIEMPO, FRECUENCIA Y VELOCIDADES DE TRANSMISIÓN DE INFORMACIÓN. CONVERSIONES. Ejercicios de conversiones:

1.

Convertir 500 nseg a seg.

2.

Convertir 0,2 seg a mseg.

3.

Convertir 1500 µseg a mseg.

4.

Convertir 230 nseg a µseg.

5.

Convertir 88,9 MHz a Hz.

6.

Convertir 107.300 Hz a MHz.

7.

Convertir 1605 KHz a MHz.

8.

Convertir 0,003 THz a KHz.

9.

Convertir 200.000 bps a Kbps.

10. Convertir 10,3 Mbps a bps. 11. Convertir 0,5 Gbps a Kbps. 12. Convertir 2500 Mbps a Tbps. Realizado por Ing. Juan J. Hernández MSc.

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CLASIFICACIÓN DE LAS SEÑALES EN TELECOMUNICACIONES. Información, Mensajes y Señales: El concepto de Información es central para las Telecomunicaciones; pero Información es una palabra cargada de nociones filosóficas y semánticas que significa un reto para realizar una precisa definición. Se evita esta dificultad en Telecomunicaciones, tratando con el Mensaje, el cual se define como la manifestación física de la Información producida por una fuente o un origen. Cualquiera forma que el Mensaje tome, el objetivo de un Sistema de Telecomunicaciones es reproducir en el destino una réplica aceptable del mensaje de la fuente u origen. Existen muchas clases de fuentes de Información, incluyendo máquinas, así como las personas, y de esta forma el Mensaje aparece de distintas maneras. Sin embargo, se identifican dos tipos distintos de categorías de Mensajes, Análogos y Digitales. Un Mensaje Análogo es una cantidad física que varía con el tiempo, generalmente de una forma suave y continua. Ejemplos de Mensajes Análogos son la presión acústica producida cuando uno habla, la música o el video. Un Mensaje Digital es una secuencia ordenada de símbolos seleccionados desde un conjunto finito de elementos discretos. Ejemplos de Mensajes Digitales son la letras imprimidas sobre esta página, una lista de temperaturas leídas por horas, o las teclas que presionamos en un terminal de computadora. Realizado por Ing. Juan J. Hernández MSc.

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CLASIFICACIÓN DE LAS SEÑALES EN TELECOMUNICACIONES. Todo Sistema de Telecomunicaciones trabaja o funciona sólo con señales eléctricas. Sean análogos o digitales, pocas fuentes de mensajes son eléctricos, por lo tanto, muchos Sistemas de Telecomunicaciones tienen a su entrada y salida Transductores, de forma tal de convertir, el mensaje de la fuente, en una señal eléctrica para poner a funcionar el Sistema, como se muestra en la figura. Fuente

Transductor de entrada

Señal de entrada

Sistema de Comunicaciones

Señal de salida

Transductor de salida

Destino

Sistema de Comunicaciones con Transductores de entrada y salida

El transductor de entrada convierte el mensaje en una señal eléctrica, es decir, en un voltaje o corriente y el transductor de salida convierte la señal de salida en la forma del mensaje deseado. Por ejemplo, los transductores en un Sistema de Telecomunicaciones de voz podrían ser un micrófono en la entrada y una corneta o altavoz a la salida. En resumen, los Sistemas de Telecomunicaciones trabajan con la manifestación física de la Información (mensajes) en forma de Señales Eléctricas que pueden ser Análogas o Digitales, por lo que los términos mensajes y señales se intercambian mutuamente. Realizado por Ing. Juan J. Hernández MSc.

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CLASIFICACIÓN DE LAS SEÑALES EN TELECOMUNICACIONES.

Señal Análoga

Señal Digital

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MODELO DE UN SISTEMA BÁSICO DE COMUNICACIONES

Realizado por Ing. Juan J. Hernández MSc.

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ELEMENTOS DE UNA TRANSMISIÓN VÍA RADIO (AIRE). Aire Transmisor

Amplificador & Filtro

Modulador Generador Sinusoidal

Receptor

Antenas de Transmisión

Filtro de RF

Amplificador

Demodulador

Voz

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MODELO DE UN SISTEMA BÁSICO DE COMUNICACIONES DE DATOS.

Realizado por Ing. Juan J. Hernández MSc.

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CLASIFICACIÓN DE LAS SEÑALES EN TELECOMUNICACIONES. Para el análisis matemático de las Señales Eléctricas utilizadas en Telecomunicaciones, es necesario identificar si las mismas son Periódicas o no Periódicas. Se dice que una señal es Periódica cuando se repite a sí misma en el tiempo, es decir, contienen un patrón que se repite a lo largo del tiempo. Matemáticamente, una señal m(t) se dice Periódica si y solamente si: m(t) = m(t + T)

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