PDF de programación - Tema VII: Señales - Redes de Datos

Redes de Datos

Tema VII: Señales

Características elect.
Señales

•Técnicas de transmisión

Conceptos de transmisión de datos

Cualquier entidad capaz de transportar información

Representación eléctrica o electromagnética de los

• Dato:

• Señales:

datos

• Señalización:

adecuado.

• Transmisión:

La propagación física de una señal a través del medio

La comunicación de datos mediante la propagación y

el procesamiento de señales.

Redes de datos: tema IV

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Tipos de datos

• Datos analógicos:

Pueden tomar valores en un intervalo continuo
La mayoría de los datos que se toman por sensores

• Ejemplo el vídeo.

• Datos digitales:

Toman valores discretos

• Ejemplo: los textos o los números enteros

Redes de datos: tema IV

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analógico y digital



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Señales

• Son la representación eléctrica de los datos

Los datos en forma de variaciones de parámetros

eléctricos, como tensiones o intensidades.

Señales continuas o
analógicas:

Es aquella en que la
intensidad de la señal
varía suavemente en
el tiempo.
Las variaciones de la
señal pueden tomar
cualquier valor en el
tiempo.

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Señales Digitales o discretas

• La intensidad se mantiene constante durante un
intervalo de tiempo, tras el cual la señal cambia a
otro valor constante.

• Las variaciones de la señal sólo pueden tomar

valores discretos

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Señal analógica y digital II

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Señales periódicas

• Un patrón que se repite a lo largo del tiempo;

 S(t + T) = s(t) para cualquier valor de -t-.
Al valor T se denomina periodo.

• Parámetros característicos:

Amplitud de pico:

• Es el valor máximo (o energía) de la señal en el

tiempo. Su valor se mide en voltios.

La frecuencia (f):

• Es la razón (en ciclos por segundo o Herzios -Hz) a

la que la señal se repite.

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Conceptos (II)

 El Periodo (T):

• La cantidad de tiempo transcurrido entre dos repeticiones
consecutivas de la señal. Por tanto T= 1/f. El periodo es la
inversa de la frecuencia.

 La fase:

• La medida de la posición relativa de la señal dentro de un

periodo de la misma.

 Longitud de onda (l ):

• La distancia que ocupa un ciclo, es decir la distancia entre dos

puntos de igual fase en dos ciclos consecutivos.

 l = v.T;
l .f=v; v= velocidad en metros por segundo

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Ejemplos señal periódica

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Ejemplo de señales periódicas analógicas y

digitales

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Señales no periódicas

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Señal digital no periódica

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Señal digital no periódica

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Dominio del tiempo y dominio de las

frecuencias

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Componente continua de una señal

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Dominio del tiempo y dominio de las

frecuencias

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Ondas de forma compleja

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Relación entre ancho de banda y Velocidad de

transmisión

Espectro de una señal:

• Conjunto de las frecuencias
Ancho de banda: Anchura del
espectro.

• Diferencia entre la frecuencia
más alta y más baja del
espectro.
•Señales de entre 4 Mz y 1
Mhz, el ancho de banda es de
3 Mhz.

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Ejemplo de ancho de banda/velocidad

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sen 2π×5×106t ]

• frecuencia f = 106 ciclos/segundo.
π ×[sen 2π×106t 
1
sen 2π×3×106 t 
st =
5
• El ancho de banda (5x106) - 106= 4Mhz
• El periodo T= 1/106 = 10-6= 1µseg.

1
3

Un bit aparecerá cada 0,5 µseg
La velocidad de transmisión será de 2 x 106= 2Mbps.
• Con un ancho de banda de 4Mhz conseguimos

una velocidad de transmisión de 2Mbps.

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Ancho de banda

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Analogías de ancho de banda (I)

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Analogía de ancho de banda (II)

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Tiempo de transferencia de un fichero

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Ancho de banda y
calidad de la señal

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Perturbaciones en la transmisión

• La señal que se recibe difiere de las señales

transmitidas debido a problemas en la
transmisión.

• Las perturbaciones más significativas son:

La atenuación

• Pérdida de intensidad de la señal debido a la

resistencia

La distorsión de retardo

de tiempo,

El ruido

• La señal llegarán al receptor en instantes diferentes

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Ruido

• Es toda interferencia que modifica la señal (distorsión)
• Ruido térmico o blanco:
transmisión de la señal.

 interferencias debida a alteraciones en el propio medio de

 Es función de la temperatura.
 No se puede eliminar.

• Ruido de Intermodulación:

 Señales de distintas frecuencias comparten el mismo medio.

 Acoplamiento no deseado entre líneas que transportan las

• Diafonía:
señales

• Ruido impulsivo o externo:

 interferencias debidas a agentes externos que causan la

modificación de la señal.

 De gran intensidad pero de pequeña duración.

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Capacidad de un canal

• La velocidad a la que puede transmitir los datos en un canal o ruta de

comunicación.

• Capacidad de un canal: C = W log 2 (1 + S/N) baudios

 C es la capacidad máxima de transferencia
 W el ancho de banda en Hz.
 S/N la relación señal/ruido.

• Ancho de banda

 el margen de frecuencias que es capaz de soportar el sistema sin

 Se indica en Hertzios. En las redes digitales en ancho de banda

causar distorsión

se indica en Bit/seg.

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Señal analógica

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Señal digital

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Relación entre las velocidades

• Velocidad de modulación:

 el número máximo de veces que puede cambiar de estado la

señal en la línea de transmisión

 Vm = 1/t baudios

• Velocidad de transmisión:

 V t = 1/t log 2 n bit/s
 n número de estados de la señal

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Métodos de conversión

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Tipos de codificación digital-digital

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Codificación unipolar

• Utiliza un único valor de nivel

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Codificación polar

Utiliza dos niveles de amplitud (positiva y negativa)

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NRZ-L NRZ-I

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RZ

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MANCHESTER Y MANCHESTER DIFERENCIAL

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BIPOLAR

UTILIZA 3 NIVELES, POSITIVO, NEGATIVO Y CERO

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BIPOLAR AMI

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B8ZS Encoding

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HDB3 Encoding

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 Datos digitales, señales digitales

• Unipolar
• Polar NRZ-L

 0= nivel alto; 1 nivel bajo

• Polar RZ
• NRZI diferencial

 0= no hay transición al comienzo
del intervalo (un bit cada vez); 1=
transición al comienzo del intervalo.

• Manchester;

 o= transición de alto a bajo en

mitad del intervalo; 1= transición de
bajo a alto en mitad del
intervalo.
• Bipolar- AMI:

 0 = no hay señal; 1= nivel positivo o

negativo alternante

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Datos digitales, señales analógicas

Las técnicas básicas son:
•Desplazamiento de
amplitud (ASK,
Amplitude-Shift
Keying).
•Desplazamiento de
frecuencia (FSK,
Frecuency-Shift
Keying)
•Desplazamiento de
fase (PSK, Phase-Shift
Keying)

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Datos analógicos, señales digitales

• Modulación por codificación de impulsos (PCM,

Pulse Code Modulation)

• Modulación Delta

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TEOREMA DE Nyquist



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Técnicas de modulación

• Una portadora no es

otra cosa que una
onda sinusoidal
caracterizada por:
 su amplitud(A)
 frecuencia (f)
 fase (p)
F(t)= A cos (2ft +p)

•

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Datos analógicos, señales analógicas

• Modulación en amplitud
(AM, Amplitude Modulation)
•Modulación en frecuencia
(FM, Frecuency Modulation)
• Modulación en Fase (PM,
Phase Modulation)

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Conexión física

• Serie:

Los bits de un carácter son transmitidos uno después

de otro a través de una única línea.

• Paralelo:

Todos los bits de un carácter son transmitidos al

mismo tiempo

Cada bit por una línea independiente.

• Es más rápido que el serie.
• Es más caro y tiene más limitaciones de distancia

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Sincronización de la transmisión

• Asíncrona

La señal que forman

una palabra del código
se transmiten precedida
de un bit de arranque y
seguida de al menos un
bit de parada

La sincronización se

hace a nivel de carácter

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Modo síncrono (transmisión síncrona)

• Los datos se transmiten con una cadencia fija y

constante, marcada por una base de tiempo

• Se transmiten bloques de bits
• Sincronización de relojes:

El bloque comienza con un conjunto de bit denominado

preámbulo.

• La transmisión síncrona es más eficiente a

tamaño de bloques grandes.

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Modos de transmisión entre estaciones

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Técnicas de transmisión

• Banda base

La transmisión se hace directamente al medio físico sin

ningún tipo de transformación

La señal es digital.
no requiere de modem
puede transmitirse a alta velocidad.
Distancia: Pocos kilómetros.
utiliza todo el ancho de banda de un canal
Bidireccional: El mismo circuito sirve para transmitir y

recibir

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Banda ancha

• La señal digital se modula sobre ondas portadoras

analógicas y seguidamente se envía al medio. Señal
analógica.

• Características

 ·Unidireccional. Para conseguir la bidireccionalidad funcional:

• Sistemas con desdoblamiento de frecuencias. Transmite en

f1 y recibe en f2.

• Sistema con dos cables.

 Varias portadoras pueden compartir el medio mediante técnicas

de multiplexación. FDM.

 El ancho de banda depende de la velocidad a la que se