Fundamentos de Transmisión Analógica y Digital
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FUNDAMENTOS DE TRANSMISIN ANALGICA Y DIGITAL.
HOLA
HOLASEAL DE VOZ ANALGICA
SEAL DE VIDEO ANALOGICA
SEAL DE DATOS DIGITAL
VOZ
DATOS
VIDEO
INFORMACINSEAL ELECTRICA
INFORMACIN
Material del participante
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FUNDAMENTOS DE TRANSMISIN ANALGICA Y DIGITAL
Material del participante
Coordinacin de Desarrollo Curricular Desarrolladores: Ing. Ismael Cadena Robles.
Francisco Javier Garca Sainos. Clavera No. 180 Mxico, D. F. Tel. 53 96 81 23
Fecha de actualizacin: Febrero de 1999
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Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de Transmisin analgica y digital
Nombre del curso: Fundamentos de transmisin analgica y digital. Cdigo: 04004038 Area responsable: Coordinacin de desarrollo curricular. Ubicacin fsica del rea: Clavera 180 Col. Clavera, Mxico, D. F. Fecha de liberacin: Mayo 1996
No. de actualizacin Fecha Nombre(s) del (los) desarrollador(es)
Modificaciones
1a. Mayo 97 Jess Martnez Galicia. Guillermo Lpez Abarca. Jess Medellin Marn.
Se modific totalmente el capitulo # 3.
2a. Febrero 99 Guillermo Lpez Abarca. Se aadi informacin a las tablas de las paginas 1-54 a la 1-58 y se corrigieron datos en frmulas y ejercicios.
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1
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Tabla de contenidos
En este manual En este manual se encuentran los siguientes contenidos:
Temas Ver pgina
CAPTULO 1 SISTEMA DE TRANSMISIN
Elementos de un sistema de comunicacin y tipos de informacin................................................................... 1-2 Caractersticas de una seal elctrica. ............................... 1-4 Conversin de la informacin a una seal elctrica. ........ 1-22 Modulacin de seales. .................................................... 1-43 Conversin analgico-digital/digital-analgico. .............. 1-49
CAPTULO 2 ESTUDIOS DE TRANSMISIN
Resistencia mxima permisible ........................................ 2-2 Atenuacin mxima permisible ........................................ 2-6 Calibres ............................................................................ 2-10 Procedimiento. ................................................................. 2-24 Formatos........................................................................... 2-26 Solucin a redes de clientes fuera de los lmites de transmisin. ................................................................. 2-30
CAPITULO 3 SERVICIOS DE TELECOMUNICACIONES
Red de acceso.. .................................................................. 3-2 Lnea conmutada. .............................................................. 3-5 Lneas dedicadas............................................................... 3-16 Servicios de telefona bsica. ........................................... 3-25 Servicio de larga distancia................................................ 3-32 Cambios en la marcacin a servicios de larga distancia. . 3-35 Servicios de telefona pblica.. ........................................ 3-38 Plataforma de correo de voz............................................. 3-40 Servicios privados. ........................................................... 3-41
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CURSO FUNDAMENTOS DE TRANSMISIN
ANALGICA Y DIGITAL
Objetivo General
Al trmino del curso el participante elaborar estudios de transmisin en redes de telecomunicaciones, segn Normas y Procedimientos de Ingeniera.
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1-1
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Captulo # 1
Sistema de transmisin
Panorama general
Introduccin El siguiente captulo describe como se realiza la transmisin de seales en los sistemas de comunicacin. Este captulo lo hemos dividido en 5 temas. 1.-Elementos de un sistema de comunicacin: En este tema se describe cuales son los elementos en un sistema de comunicacin que tipo de informacin manejan y que tipo de seal producen. 2.-Caracterizacin de una seal elctrica: En esta parte se discute las caractersticas de las seales analgicas y digitales, tales como frecuencia, longitud de onda , amplitud. 3.-Conversin de informacin a seales de informacin: Aqu se presenta como se produce una seal de voz, datos y video, como se transforma en una seal elctrica y como funcionan los dispositivos que convierten informacin en seal elctrica. 4.-Modulacin de seales: En esta parte se describe la modulacin de seales para ser transmitida por diferentes medios de transmisin. 5.-Conversin de seales: En esta ltima parte se presenta la conversin de seales analgicas a digitales y digitales a analgicas as como seales digitales elctricas a seales digitales de luz.
Objetivo Al trmino del captulo, los participantes debern caracterizar las seales en los sistemas de transmisin.
En este captulo En este captulo se conocern los siguientes temas:
Tema Ver Pgina Elementos de un sistema de comunicacin y tipos de informacin.
1-2
Caractersticas de una seal elctrica. 1-4 Conversin de la informacin a una seal elctrica. 1-22 Modulacin de seales. 1-43 Conversin analgico-digital/digital-analgico. 1-49
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1-2
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Elementos de un sistema de comunicacin y tipos de informacin
Definicin Un sistema de comunicacin sirve para llevar informacin de un lugar a otro. Un buen sistema de comunicacin ser aquel que logre llevar la informacin lo ms fiel posible del transmisor al receptor.
Elementos Un Sistema de comunicacin tiene 5 elementos bsicos: 1. El cliente: Es el que enva o recibe la informacin. 2. La Informacin: Puede ser voz, datos y/o video. 3. Transmisor: Es el encargado de adaptar la informacin del cliente a el
medio de transmisin. 4. Medio de Transmisin: Es por donde viaja el mensaje, tambin se conoce
como canal de comunicacin, puede ser fsico o el aire. 5. Receptor: Recibe el mensaje del medio de transmisin y lo presenta de
manera entendible al cliente.
Diagrama bsico
El siguiente diagrama muestra el sistema bsico de comunicacin:
CLIENTEA CLIENTE
B
Medios de Transmisin
N FIBRA OPTICA
PAR FSICO
CABLE COAXIAL
Dispositivos
DATOS
VOZ
VIDEO
RADIO
Dispositivos
Dispositivos
TRANSMISOR RECEPTOR
DATOS
VOZ
VIDEO
RADIO
I I
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1-3
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Elementos de un sistema de comunicacin y tipos de informacin, continuacin
Tipos de informacin
La informacin que se entrega a un sistema de comunicacin puede ser voz, datos o video cada una de ellas proviene de su propia fuente, por ejemplo el telfono o la computadora o la cmara de video. Estos dispositivos pueden convertir la informacin en una seal elctrica de tipo analgico o de tipo digital.
Diagrama bsico
El telfono, la cmara de video o la computadora, son dispositivos que convierten la informacin en una seal elctrica, esta seal puede ser analgica (continua) o digital.
HOLA
HOLASEAL DE VOZ ANALGICA
SEAL DE VIDEO ANALOGICA
SEAL DE DATOS DIGITAL
VOZ
DATOS
VIDEO
INFORMACINSEAL ELECTRICA INFORMACIN
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1-4
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Caractersticas de una seal elctrica
Introduccin Para que la informacin pueda ser transportada a travs de un sistema de comunicacin es necesario convertirla en una seal elctrica. En este captulo primero estudiaremos las seales de corriente y voltajes en la segunda parte como es posible introducir informacin en estas seales.
Seales Las seales de corriente tienen diferentes caractersticas entre las cuales se encuentra la:
Forma de onda Frecuencia Duracin Fase Amplitud
Estas caractersticas son diferentes para los circuitos generadores de corriente directa (CD) que de corriente alterna(CA).
Formas de onda
Las seales de corriente son generadas por circuitos de corriente alterna (CA) o por circuitos de corriente directa (CD). Estos circuitos generan las seales con diferentes formas. La forma de onda es una caracterstica importante en la seales, tenemos las formas de onda generadas por los circuitos de CA y las generados por lo circuitos de CD.
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1-5
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Caractersticas de una seal elctrica, continuacin
Formas de onda de CA
Los siguientes dibujos nos muestran las diferentes formas de onda que son generadas por circuitos de corriente alterna:
Tiempo-1
0
1
1
Onda Sinusoidal pura
-1
0
1
1
Onda Triangular
-1
0
11
Onda Rectangular-1
0
1
1
Diente de Sierra
Amplitud
TiempoTiempo
Tiempo
Formas de seal de CD
Los siguientes dibujos nos muestran las diferentes formas de onda que son generadas por fuentes de circuitos de corriente continua.
Tiempo-1
01
Onda de corriente continua fluctuante
5
-101
1
Onda de corriente continua fluctuante
Tiempo
Tiempo-1
01
Onda de Corriente pura
5
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1-6
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Caractersticas de una seal elctrica, continuacin
Valor en el tiempo
El comportamiento de una seal de CA es diferente al comportamiento de una seal de CD. A continuacin se muestran las diferencias en ambas seales.
Valor en el tiempo de una CA
La corriente generada por circuitos de CA. tiene una forma de onda que es continua en el tiempo, esto es, que no sufre cambios abruptos. La siguiente figura muestra un segmento de la onda, su valor en el tiempo no se interrumpe cuando va del valor cero al valor 1. El segmento toma valores de 0.001, 0.002, 0.003 etc., a esto se le conoce como una onda continua en el tiempo. Cuando a esta onda de corriente alterna se le agregue informacin, sta, se conocer como una seal continua o una seal analgica.
TIEMPO
-1
0
1
1
Seal Senoidal
Segmento de seal
0 1
0.0, 0.1 ,0.2,0.3,0.4 ,0.5,0.6 0.7,0.8,0.9,1.0Valores entre 0 y 1 tomando decimas
0.00, 0.01,0.02.....0.09,0.10......0.90,0.91,0.92.....0.991.00Valores entre 0 y 1 tomando Centecimas
0.0000000000, 0.0000000001,....0.0000000010,....0.0000000100,....1.0000000000 Valores entre 0 y 1 tomando 10
TIEMPO
-1
0
1
1
Seal Triangular
1 0
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1-7
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Caractersticas de una seal elctrica, continuacin
Valor en el tiempo de una CD
Una seal de corriente directa no varia su valor en el tiempo como la seal de CA. Una seal de CD contina pura no tiene cambios de valores de corriente en ningn instante en el tiempo. Cuando ocurre un cambio de valor en la corriente este se da de manera discreta. (por ejemplo un interruptor que este prendindose y apagndose) a esta seal se le conoce como una seal de corriente fluctuante. Sus cambios en el tiempo se producen de manera abrupta, por ejemplo va de 0 a 1 sin pasar por algn otro valor.
Tiempo-1
01
Onda de corriente continua fluctuante
5
-1
0
1
1
Onda de corriente continua
Tiempo0
1
No existen valores intermedios5
1
Los valores entre estos dos puntos son irrelevantes
En el caso de la segunda onda el valor no cambia de manera brusca, tanto la subida como la bajada estn amortiguadas. Cuando se lleva informacin se le llama seal discreta o seal digital, los valores entre 0 y1( o entre 1 y 5 para el caso de la figura ) se desprecian. Los circuitos solo toman el valor inferior y el superior, a esos circuitos se les llama circuitos discretos.
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1-8
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Caractersticas de una seal elctrica, continuacin
Frecuencia Como se vio las seales toman diferentes valores de amplitud en el tiempo. Las seales (de CA principalmente) se caracteriza por tener una frecuencia, esto es el nmero de veces que la onda se repite en un segundo y se mide en ciclos /seg., un ciclo esta formado por una cresta y un valle, a un ciclo tambin se le conoce como un Hertz (Hz) . La siguiente figura presenta una seal de 5 Hz.
TIEMPO-1
110
Ciclo 1
Ciclo 2
Ciclo 3 Ciclo 4
Ciclo 5
Frecuencia = 5 ciclos / seg
Cresta
Valle
Longitud de onda
La longitud de onda es la distancia que recorre un ciclo , esta se mide en cm. o metros y puede calcularse como:
= cf ,Donde c es la velocidad de la luz y f la frecuencia en ciclos por segundo y es la longitud de onda . Por ejemplo una seal de 5 Hz tendr una longitud de onda de: = =3 10
56 10
87x x metros.
TIEMPO
-1
110
Onda estirada
=6x10 metros7
=6x10 metros7
=6x10 metros7
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1-9
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Caractersticas de una seal elctrica, continuacin
Periodo El periodo T de una onda nos indica cada cuando se repite un ciclo, se mide en segundos y se encuentra calculando el inverso de la frecuencia:
T f=1
donde f es la frecuencia
Para la seal de 5 Hz tenemos que el valor del periodo es
Seal de informacin de:
Modulador
Seal portadora con una frecuencia determinada
Seal modulada en fase
Datos
Video
Video
Fase
Cambios provocados por los datos
se presenta un ciclo
Es por medio del periodo como los sistemas de transmisin esperan un nuevo pulso cada determinado tiempo. Cuando la seal se retrasa se dice que la seal se desfasa.
-1
0
1
1
Con ayuda del periodo se puede determinar
Cuando aparecer el siguinte pulso
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1-10
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Caractersticas de una seal elctrica, continuacin
Polaridad de la seal
Un ciclo o un Hz toma dos polaridades: una positiva y otra negativa, cada vez que ocurre un cambio en el ciclo se dice que la seal cambi de polaridad ya sea de positiva a negativa o viceversa.
TIEMPO
-1
1
0+
-
Polaridad positiva
Polaridad NegativaPuntos de cambio de polaridad
Valor de la seal =0
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1-11
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Caractersticas de una seal elctrica, continuacin
Longitud de onda y polaridad en CD
La frecuencia de una onda de voltaje o corriente directa o continua pura, es igual a cero, pero cuando la corriente es fluctuante la seal tiene una frecuencia con un valor de referencia, este valor mnimo no va pasar a valores negativos o de negativos no pasara a positivos, esto es, no realiza cambios de polaridad, slo flucta entre dos valores a partir del valor de corriente continua de referencia.
Tiempo-1
01
Onda de Corriente pura
5
-1
0
11
Onda de corriente continua fluctuante
Tiempo
Frecuencia =0
Tiempo-1
01
Onda de corriente continua fluctuante
5 Nivel de referenciaFrecuencia =5 Hz
Frecuencia =5 Hz
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1-12
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Caractersticas de una seal elctrica, continuacin
Conversiones Las frecuencias que se manejan en comunicaciones son por lo general muy altas por lo tanto es necesario utilizar mltiplos, as que:
1,000 Hz es igual a 1 kilo Hz = 1 KHz 1,000 , 000 Es igual 1 Mega Hz = 1 MHZ 1,000, 000, 000 es igual a 1 Giga Hz =1 Ghz
Ejemplos:
16 KHz es igual a 16,000 Hz 2 MHz es igual a 2,000,000 Hz 5 Ghz es igual a 5,000,000,000 Hz
Espectro de frecuencias
Existen seales con diferentes frecuencias desde muy bajas, hasta seales con altas frecuencias, la siguiente tabla presenta la clasificacin de frecuencias.
Banda Abreviacin (en Ingles)
Rango de frecuencia
Inferior
Rango de frecuencia Superior
Longitud de Onda
(Metros)
Periodo t (segundos)
Frecuencias muy bajas VLF 0 Hz 30 KHz a 10,000 0 a 3x104
-1
-2
0
1
2
TIEMPO
AMPLITUD
FRECUENCIA = (300-3400 hz CICLOs /SEG)
1.1
1.9
MUESTRAS
SEAL ORIGINAL
-1
-2
0
1
2
TIEMPO
AMPLITUD
FRECUENCIA
1.1
1.9
MUESTRAS
SEAL PAM
Muestreador
Toma 8000 muestras cada segundo(cierra el conmutador)
Bajas Frecuencias LF 30 KHz 300 KHz 10,000 a 1,000 3x104 a 3x105 Frecuencias Medias MF 300 KHz 3,000 KHz 1,000 a 100 Alta Frecuencia HF 3 MHz 30 MHz 100 a 10 Muy Alta Frecuencia VHF 30 MHz 300 MHz 10 a 1 Ultra Alta Frecuencia UHF 300 MHz 3,000 MHz 1 a 0.1 Super Alta Frecuencia SHF 3,000 MHz 30,000 MHz 0.1 a 0.01 Frecuencias Extremadamente Altas
EHF 30,000 MHz En adelante 0.001 en adelante
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1-13
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Caractersticas de una seal elctrica, continuacin
Amplitud de una seal alterna
La seal alterna varia su amplitud en funcin del tiempo, este valor aumenta o disminuye. Entonces para caracterizar el valor de una seal en funcin de su amplitud es necesario considerar los siguientes valores del ciclo.
-1
-2
0
1
2
AMPLITUD
1
1.1
1.9
Valor Pico =2
Valor InstantaneoValor Medio
Valor Efectivo o eficaz =1.4141.41
Valor Pico a pico
Valor Indica Valor instantneo Es un valor obtenido en un instante de tiempo, puede ser cualquiera en el
ciclo. Mximo o pico Es el valor mximo instantneo que alcanza una seal, se obtiene
midiendo desde el valor cero o de referencia hasta el valor pico. Valor Medio Es un promedio de los valores instantneos. Valor eficaz Este valor se obtiene multiplicando el valor pico de la seal por 0.707,
este valor se llama raz cuadrtica media. Valor pico a pico Es el valor entre el valor mximo del ciclo positivo y el mximo
negativo.
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1-14
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Caractersticas de una seal elctrica, continuacin
Valores de un pulso de CD
A diferencia de una onda de CA, en una seal de corriente directa se consideran valores diferentes. La siguiente figura presenta los valores que se deben considerar en un pulso de CD.
0
Tiempo
0
Amplitud del pulso
Duracin del pulso Amplitud del pulso
Duracin del pulso
Tiempo de subida
Tiempo de subida
Duracin del ciclo de encendido
Duracin del ciclo de apagado
Valor Indica Amplitud del pulso Es el valor entre el valor de referencia o cero y el valor mximo del pulso. Duracin del pulso Es el tiempo que dura el pulso en su valor mximo y mnimo. Tiempo de encendido y apagado
Es el tiempo que dura el pulso encendido y el tiempo que dura apagado. El tiempo de encendido no siempre es el mismo que el tiempo de apagado.
Tiempo de subida Es el tiempo que tarda la seal en llegar al punto mximo o el tiempo del punto mximo al valor de referencia o cero.
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1-15
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Caractersticas de una seal elctrica, continuacin
Fase en una seal de CA
Una onda de corriente alterna o directa fluctuante tiene una ubicacin en el tiempo, esto es, donde empieza la seal. Este inicio se mide en grados, de 0 grados a 360 grados.
CRESTA
VALLE
+
__
TIEMPO
AMPLITUD
FASE 90
FASE 180
FASE 270
FASE 360
FASE 0
A continuacin se presentan cuatro ejemplos de seales que inician en diferente momento , la primer seal inicia en cero grados , la segunda a los 90 grados , la tercera a los - 90 grados o a los 270 grados y la cuarta a los 180 grados . Cuando la seal inicia despus de 0 grados se dice que la seal esta desfasada, para este caso 90 , -90 y 180 grados.
Seal con fase 0o
Seal con fase 90o
Seal con fase 180 o
Seal con fase -90o
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1-16
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Caractersticas de una seal elctrica, continuacin
Fase de una seal de CD
En una seal de CD, la seal, se retrasa o se adelanta en el tiempo se debe tomar el tiempo de retardo del pulso, ste se calcula dividiendo el tiempo de duracin(Td) del pulso.
Tiempo
T=0
Tiempo
T=0
T=Td/4
Tiempo
T=0
T=Td/2
Ejemplos de seales
Las siguientes figuras muestran algunas formas de onda indicando: la amplitud, la frecuencia y la fase, calcular la longitud de onda, el periodo y el valor eficaz.
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1-17
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Caractersticas de una seal elctrica, continuacin
Ejemplo 1
Ejemplo 2
Ejemplo 3
FRECUENCIA =
AMPLITUD = 1 VOLT
FASE = 0
TIEMPO
-1
0
1
1
VOLTS
5 CICLOS/SEG
FRECUENCIA =
-10
3
VOLTS
AMPLITUD = 3 VOLT
FASE = 0
21
-2-3
9 CICLOS /SEG
-10
3
VOLTS
AMPLITUD = 3 VOLT
FASE = 90
21
-2-3
FRECUENCIA = 6 CICLOS /SEG
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1-18
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Caractersticas de una seal elctrica, continuacin
Ejercicios de seales
Caracterice las siguientes seales, encontrar: Frecuencia, longitud de onda, periodo, amplitud, valor eficaz y fase.
Ejercicio 1
Ejercicio 2
Ejercicio 3
FRECUENCIA = ?
FASE = ?
AMPLITUD = ?
0
-10
10
FASE = ?
0
FRECUENCIA = ?
VOLTS
AMPLITUD = ?
20
-20
FASE = ?
AMPLITUD = ? FRECUENCIA = 5
-5
mVOLTS
VOLTS
Tiempo: 1seg.
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1-19
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Caractersticas de una seal elctrica, continuacin
Ejercicio 4 Dibuje una seal analgica con los siguientes parmetros:
Fase = 0 Frecuencia = 10 Ciclos /seg. Amplitud = 15 Volts Forma Sinusoidal
Ejemplo 5 Dibuje una seal analgica con los siguientes parmetros:
Fase = 90 periodo = 0.05/seg. Amplitud = 4 Volts Forma triangular
Ejercicio 6 Dibuje una seal analgica con los siguientes parmetros:
Fase = 180 Frecuencia = 10 Ciclos /seg. Amplitud = 6 Volts Forma rectangular
Ejercicio 7 Dibuje una seal de corriente continua cuadrada con los siguientes valores:
Amplitud del pulso 5 volts Periodo de 0.5 seg. Duracin del encendido .25 y de apagado de .25 Fase de 90 grados
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1-20
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Caractersticas de una seal elctrica, continuacin
Ejercicio 8 Dibuje una seal de corriente continua cuadrada con los siguientes valores:
Amplitud del pulso 10 volts Periodo de 0.7 seg. Duracin del encendido .2 y de apagado de .6 Fase de 0 grados
Ejercicio 9 S una forma de onda tiene una longitud de onda de 1,000 metros diga que frecuencia tiene.
Ejercicio 10 Cada cuando aparece un nuevo ciclo en una forma de onda de :
300 ciclos/seg. 1,000 ciclos /seg. 4,000 ciclos /seg. 10,000 ciclos /seg.
Ejercicio 11 Encuentre sus equivalentes en Khz:
1,000 Hz 15,000 Hz 100,000 Hz 1,800 Hz 5 Hz
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1-21
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Caractersticas de una seal elctrica, continuacin
Ejercicio 12 Encuentre su equivalente en Mhz
1,000, 000 Hz 10,000, 000 Hz 50,000 Hz 18,000,000 Hz
Ejercicio 13 Encuentre su equivalente en Hz
1 MHz 10 KHz 300 MHz 1900 Khz 10 GHz 15 GHz 100 MHz
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1-22
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Conversin de la informacin a una seal elctrica
Descripcin En este tema estudiaremos los dispositivos que son capaces de convertir ondas de corriente continua y alterna en seales de informacin.
Demanda de informacin
La demanda de la transmisin de la informacin se ha incrementado en los ltimos aos. A continuacin se presenta una breve cronologa de las informaciones que se transmiten:
1875 Seales de telegrafa 1900 Seales de telefona 1925 Seales de radio 1950 Seales de televisin y facsmil 1975 Satlites, telex, conmutacin en paquetes, voz digital, datos y TV
por cable 1980 Info -hogar, redes privadas, video conferencia, telemetra
procesadores de palabras, banca -hogar, telecorreo, video fijo y teletexto
1990 Color FAX, internet campus - enseanza ISDN
Internet de 5,000 computadoras que conectaba en 1990, ahora conecta 300,000. La comunicacin de datos se ha convertido en una parte fundamental de la computacin. Las redes globales renen diversos temas, como las condiciones atmosfricas, la produccin industrial y agrcola, trfico areo, informacin cientfica de todo tipo. El intercambio de informacin entre redes de datos juega el papel principal para el desarrollo de las telecomunicaciones. Se requieren verdaderas carreteras para transportar estas informaciones, estamos viviendo la era de las supercarreteras de la informacin.
Conversin de corriente a seales
Los tipos de informacin que utilizamos en comunicaciones son:
Seales de audio o voz: Son las seales que el odo humano es capaz de escuchar.
Seales de video: Son las seales que el ojo humano es capaz de captar Seal de Datos : son seales que manejan datos como caracteres ASCII,
normalmente provienen de computadoras.
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1-23
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Conversin de la informacin a una seal elctrica, continuacin
Ancho de banda
Los dispositivos que convierten seales de informacin manejan un rango determinado de frecuencias dependiendo del tipo de aplicacin, por ejemplo: los dispositivos que convierten audio de baja fidelidad trabajan entre 300 y 3,400 Hz, aunque el rango de frecuencias de audio este entre 20 Hz a 20,000 Hz, a esto se le conoce como ancho de banda y se define como el rango de frecuencias a que el dispositivo opera adecuadamente.
Representacin El ancho de banda se representa en los ejes coordenados. Sobre el eje de las abscisa se colocan la frecuencia y en el de las ordenadas la respuesta de la seal. A continuacin se presenta el ancho de banda del odo humano.
Frecuencia en Hz
Db
15Hz 20KHz
De la grfica se interpreta que el odo humano escucha frecuencias entre 20 y 20,000 Hz y lo que este fuera de este rango el odo es incapaz de escuchar, tanto las inferiores a 20 Hz o superiores a 20,000 Hz.
Descripcin Las seales de audio o voz son seales acsticas producidas por las cuerdas vucales y son percibidas por el odo humano. Estas seales tienen un ancho de banda de frecuencias de entre 20 Hz hasta 20,000 Hz.
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1-24
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Conversin de la informacin a una seal elctrica, continuacin
El micrfono El micrfono es un dispositivo capaz de convertir las seales acsticas en seales elctricas, a partir de corriente continua.
FRECUENCIA =5 CICLOS/SEG
Granulos de Carbon
Seal de Corriente continua48 v
Esta seal es producida por esta fuente
48 v
C.C
No se aplica seal acustica
Lnea Telefonica
As llega por una lnea telefonica
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1-25
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Conversin de la informacin a una seal elctrica, continuacin
Funcionamiento Al aplicar una seal acstica al diafragma del micrfono, ste (el diafragma) comprime los grnulos de carbn y los expande produciendo que la resistencia del micrfono se modifique.
Granulos de Carbon comprimidosEsta seal es producida por la compresin del carbon
48 v
C.C
Si se aplica seal acustica480ma
I=V/R =48 v/100 Ohms = 480mA
I=V/R =48 v/80 Ohms = 600mA
48 v
C.C
No se aplica seal acustica
Granulos de Carbon expandidoss
I=V/R =48 v/120 Ohms = 400mA
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Conversin de la informacin a una seal elctrica, continuacin
Seal modulada
La seal producida por el micrfono es una seal modulada. Quiere decir que una seal se modifica en funcin de otra. Para nuestro caso la seal de corriente continua se modula en funcin de los cambios de resistencia: a esto se le llamar en adelante seal analgica de voz.
Granulos de Carbon comprimidos (menor resistencia, la corriente aumenta))
480ma
Granulos de Carbon expandidos (mayor resistencia , la corriente disminuye)
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Conversin de la informacin a una seal elctrica, continuacin
Audfono El audfono es un dispositivo que convierte la seal elctrica de voz en seal acstica.
NSIMAN
Genera una seal acustica
Lnea Telefonica
Seal de audio modulada Diafragma
Los cambios de seal producen que el imn cambie de polaridad y el diafragma se acerque o se aleje.
Ancho de banda (canal telefnico)
El telfono es un dispositivo capaz de convertir la seal acstica en seal elctrica. Un canal telefnico (incluye: Audfono, micrfono y conductor), tiene un ancho de banda con un rango de 300 - 3,400 Hz, se considera como 4 Khz (4000 hz).
Fc Fcs
Frecuencias e corte
Frecuencia en Hz
Db Respuesta de la salida con relacin a la entrada
20Hz 20KHz
Ancho de banda de un canal Telefonico
300 Hz 3.4K Hz
i
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Conversin de la informacin a una seal elctrica, continuacin
Ancho de banda (sistema de alta fidelidad)
Un sistema de audio de alta fidelidad tiene un ancho de banda mayor, el ejemplo que a continuacin presentamos es la respuesta de un bafle.
Frecuencia en Hz
Db
15Hz 20KHz
Resumen Un aparato telefnico sirve para convertir voz en una seal de corriente modulada. Un canal de voz tiene un ancho de banda de 4 Khz.
NVOZ
TRANSMISOR
RECEPTOR
VOZ: Seal Acustica
Seal Acustica Bateria Central
B
Voz : seal Electrica Anmalogica
Frecuencia en Hz
Db
20Hz 20KHz300 Hz 3.4K Hz
CLIENTE
ACLIENTE
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Conversin de la informacin a una seal elctrica, continuacin
Video En una seal de video se tienen que considerar dos paramentos que el ojo humano puede distinguir:
1.- La persistencia del ojo humano: Es la capacidad de retencin de una imagen; Por ejemplo una pelcula es una secuencia de 24 fotografas transmitidas a cierta velocidad, s baja esta velocidad el ojo humano detecta parpadeos en la imagen.
2.- La resolucin de una imagen: El ojo humano es capaz de distinguir frecuencias de entre 30 Hz hasta 4 MHz.
Sistema de video
A continuacin se presenta el diagrama bsico de un sistema de video.
Exploracin
Video
Audio
Cinescopio
Altavoz
Generador de la seal de video
Receptores de la seal de video
Imagen Original
Funcionamiento El sistema consiste de una cmara que convierte la imagen en una seal elctrica y un cinescopio como receptor, el cual convierte la seal elctrica en imagen.
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Conversin de la informacin a una seal elctrica, continuacin
Cmara y receptor
A continuacin se describe la funcin de la cmara de video y la del cinescopio:
se explora la placa sensible a la luz
Cinescopio
Escena
LenteTubo de la camara
Gen. de Sincr.
Amplif. de videor.
Seal elctrica de video
2
1
3
4
Pulso de Sincronia
Paso Funcin 1 La imagen es tomada por un lente y la presenta en una placa sensible a la
luz . Un haz de electrones explora la placa de arriba hacia abajo y de izquierda a derecha, ste se debe mover en sincrona con el haz de electrones del cinescopio.
2 La salida de video es una seal de corriente continua que vara en funcin de las tonalidades de la imagen (con frecuencia de 30 Hz hasta 4 MHz).
3 La seal de video es amplificada para llevarla a la entrada del cinescopio Tambin del tubo de cmara se genera un pulso que es enviado al cinescopio para sincronizar el haz de electrones (para que empiecen y terminen al mismo tiempo.)
4 El haz de electrones barre la pantalla y la seal de video indica la tonalidad de la imagen.
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Conversin de la informacin a una seal elctrica, continuacin
Seal de video Al explorar la imagen, las tonalidades de esta varan desde el nivel blanco hasta el negro pasando por una gama de tonalidades de gris (en caso de TV blanco y negro), la imagen es explorada por un haz de electrones la que corre en lnea de izquierda a derecha. Al recorrido del haz se le llama: lnea de imagen, sta puede variar de la tonalidad entre el blanco y negro.
Nivel de Blanco
Nivel de Negro
Una lnea de imagen
Pulso de sincronia
Lnea 2
Le indica al haz que
retorne
Lnea 525
Le indica al haz que
Barrido total de lineas 525 Pulso desincronia de barrido
Lnea 1 Lnea 2 Lnea 3 Lnea 525
PNivel de negro
PNivel de Blanco
Pulso de borrado vertical
Pulso de sincronia vertical
Retorno horizontal
Retorno vertical
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Conversin de la informacin a una seal elctrica, continuacin
Cuadro En la figura se presentan una seal llamada pulso de sincrona horizontal la cual indica que el haz de electrones tiene que regresar a la siguiente lnea de izquierda a derecha o de derecha a izquierda.
Cuando ha terminado de explorar toda la imagen de izquierda a derecha y derecha a izquierda y de arriba hacia abajo, se dice que se completo un cuadro el cual esta formado por 525 lneas de imagen, divididas en dos campos, esto es, primero el haz explora las lneas nones y a esto se le llama campo y despus el haz retorna a la parte superior izquierda e inicia la exploracin de las lneas pares o el segundo campo.
Normas De acuerdo a las normas americanas de televisin se debe presentar:
Cuadros por segundo , uno cada 0.04 seg. Cada cuadro de 525 lneas de imagen, en total 15750 lneas por segundo. Cada cuadro con dos campos uno con lneas nones y otro con lneas pares. Cada lnea de imagen maneja seales de video de entre negro y blanco con
frecuencias de 30 Hz hasta 4 MHz.
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Conversin de la informacin a una seal elctrica, continuacin
Ancho de banda
El ancho de banda de una seal de video es de 6 MHz dividida en dos seales una de video y una de audio como indica la figura:
0 16
52 3 4
Portadora de VideoPortadora de audio
Banda lateral
Superior de video
1.25 MHz
5.75 MHz
4 MHz
0.5 MHz
6 MHz
Seal de datos La informacin tales como textos, almacenados en una computadora en forma de archivos son almacenados en la computadora en forma digital con cdigos especiales para esto.
Los Fax son dispositivos que convierten un documento en forma de dato y lo transmiten de esta forma.
Describiremos brevemente como las computadoras y los fax realizan esta funcin.
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Conversin de la informacin a una seal elctrica, continuacin
Datos de texto Un ejemplo de datos son los que se manejan en las computadoras stos pueden ser por intercambio de informacin entre dos computadoras :
CLIENTE
ACLIENTE
BDATOS
DATOS
Enlace o canal de datos
Hola
1 El cliente tecleaHola
01011001
2.-El teclado codifica cada letra en 8 Bits
01011001
3.- La computadora envia al canal de datos y a la pantalla
Hola
4.- La computadora del cliente B recibe la informacin y la presenta en la pantalla
La conversin de los datos puede ser desde el teclado o estar almacenados en forma magntica en discos duros o flexibles o en discos compactos.
O bien pueden ser intercambios de informacin de una computadora central y terminales PC.
Transmsisin de una pC a una computadora central
01011001
01011001
01011001
A continuacin explicaremos la codificacin de las seales de datos, pero antes revisaremos los conceptos bsicos de las seales digitales.
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Conversin de la informacin a una seal elctrica, continuacin
Seal digital Las seales digitales son seales que tienen cambios bruscos en el tiempo, por ejemplo, cuando contamos del 1 al 10 de uno en uno, no contamos los valores intermedios como en la seal analgica (1.1,1.2,1.3 etc.).
Bits En una seal elctrica de tipo digital, la seal solo toma dos valores, por ejemplo, 0 y 5 volts 0 y 10 volts 5 y 10 volts, a estos valores se les llama Bits y su valor es de 1 para el valor de voltaje alto y 0 para el valor de voltaje bajo.
Caractersticas A diferencia de las seales analgicas los componentes principales de estas seales son:
Velocidad de Transmisin: es la cantidad de Bits que se transmiten en un segundo.
Amplitud del pulso
BIT VALOR = 1
5
0
BIT VALOR = 0
AMPLITUD
TIEMPO
SEAL DIGITALV
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Conversin de la informacin a una seal elctrica, continuacin
Codificacin Aunque la seal digital solo toma dos valores 0 y 1, la informacin debe tener un sentido lgico, esto es, debe tener un cdigo para poder interpretarla posteriormente. Existen organismos internacionales como la CCITT (Comit Consultivo Internacional de Telegrafa y Telefona) en Europa o IEEE en E.U. de Norte Amrica que norman estos cdigos, actualmente se maneja el cdigo ASCII (American Standard Code for Information Interchange, cdigo americano para intercambio de informacin).
Cdigo ASCII Este cdigo utiliza 8 Bits por cada carcter, (tambin se conoce como cdigos binario por manejar dos valores solamente), por ejemplo: la letra A se representa como 01000001 y su representacin elctrica se muestra en la siguiente figura.
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Conversin de la informacin a una seal elctrica, continuacin
Representacin elctrica
A continuacin se muestra grficamente la representacin elctrica de la letra A:
5
0
CARACTER A
TIEMPOBIT BIT BIT BIT BIT BIT
8 7 6 5 4 3
BIT BIT
2 1
VELOCIDAD =8 BITS /SEGAMPLITUD =5 VOLTS
V
0 0 0 0 0 0
1 1
(Seg )
1 Seg
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Conversin de la informacin a una seal elctrica, continuacin
Tabla A continuacin se presenta la tabla de conversiones ASCII con todos sus caracteres.
Ejemplo Supngase que se requiere enviar el siguiente mensaje :
HOLA SON LAS 10:00 A.M.
Siga el siguiente orden: B8, B7, B6, B5, B4, B3, B2, B1. Los primeros cuatro Bits (B8, B7, B6, B5) se deben tomar de las filas de
arriba de la tabla. Los cuatro Bits restantes (B4, B3, B2, B1) de la columna izquierda.
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Conversin de la informacin a una seal elctrica, continuacin
Ejemplo (continuacin)
H O L A S O N 01001000 01001111 01001100 01000001 00100000 01010011 01001111 01001110
L A S 1 0 : 00100000 01001100 01000001 01010011 00100000 00110001 00110000 00111010
0 0 A . M . 00110000 00110000 00100000 01000001 00101110 01001101 00101110
Representacin elctrica
El diagrama de seales digitales de la palabra HOLA queda como sigue:
SI EL TIEMPO PARA TRANSMITIR ESTOS CARACTERES ES DE: 1 SEG ENTONCES LA VELOCIDAD SER: 32 BITS /SEG
8 7 6 5 4 3 2 1
H O L A
00 0 0 0 0 0 00 0 00 0 0 0 0 00 0 0
B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B
1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1
8 7 6 5 4 3 2 1 8 7 6 5 4 3 2 1 8 7 6 5 4 3 2 1
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Conversin de la informacin a una seal elctrica, continuacin
Ejercicio 1 Codifique el siguiente mensaje a cdigo ASCII: TELFONOS DE MXICO
Ejercicio 2 Dibuje el diagrama elctrico de la seal del ejercicio:
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Conversin de la informacin a una seal elctrica, continuacin
Datos de fax Los fax son dispositivos capaces de cambiar informacin almacenada en hojas de papel a datos binarios, lo hace explorando la hoja de papel con un haz de luz.
FAX que transmiteFAX que recibeB
1111111
1111111
1111111
1111111
1.-Fondo de un caracter para el FAX
Caracter a explorar
1001111
B1000111
1011011
1011011
10000111111111
1111111
1111111
1111111B
2.- El fax con un haz de luz marca los
3.- El fax hace el cambio de los unos
1000011101101110110111000111 4.- Transmsin del caracter
11111111111111111111111111111111111
1111111
BMenor resolucin Mayor resolucin
puntos donde el caracter coincide
que tocan la figura por ceros
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Conversin de la informacin a una seal elctrica, continuacin
Otros tipos de datos
Existen otras informaciones que son discretas, pero que no llevan informacin de texto, puede ser alarmas contra incendio o de robo. Un dispositivo de alarmas discretas genera un pulso de CD y lo enva por una lnea, en una central de alarmas esta es detectada por medio de una lampara o de una computadora.
Resumen Hemos revisado los tres tipos de informacin bsica : voz , video y datos la tabla siguiente presenta un resumen general de esta informacin:
Informacin de ..
Producida por ( codificada por)
Recibida por (decodificada
por)
Ancho de banda usado en
transmisin
Se representa por
Voz Telfono micrfono
Telfono audfono
4 KHz
Vdeo Cmara de vdeo
Pantalla de TV
6 MHz
Datos Computadora, fax, facsmil,
alarmas
Computadora, fax, facsmil
Depende del canal de datos a usar
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Modulacin de seales
Descripcin Las seales elctricas de informacin deben ser transmitidas, para ello se requiere un medio de transmisin este medio de transmisin lleva la seal del transmisor al receptor. Existen diferentes tipos de medios de transmisin unos requieren de un medio fsico y otros el aire para conducir la seal.
N FIBRA OPTICA
PAR FSICO
CABLE COAXIAL
Dispositivos
DATOS
VOZ
VIDEO
Dispositivos
Dispositivos
TRANSMISOR RECEPTOR
DATOS
VOZ
VIDEO
RADIO
I I
Medios de transmsisin o canal de comunicacin
Aire
Fsicos
Aire
RADIO
Tipos de enlace 1. Los enlaces fsicos puede ser: Par fsico Cable coaxial Gua de onda Fibra ptica
2. El enlace por aire: Sistemas de antenas de lnea de vista Sistema de antenas usando satlite
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1-44
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Modulacin de seales, continuacin
Modulacin Actualmente los medios de transmisin permiten que dentro de el viajen seales en forma simultnea, ya sea compartiendo el mismo espacio o el mismo tiempo. Cmo se puede realizar esto si la seales de informacin tienen, dependiendo de su naturaleza, la misma frecuencia?. Esto se logra por medio de la modulacin de seales, como s la seal de informacin se pone en funcin de otra con frecuencia diferente.
Tcnicas de modulacin
La modulacin de una seal consiste en generar una frecuencia de valor determinado y modificarla en amplitud, frecuencia o fase en funcin de la seal de informacin.
Seal de informacin
Modulador
Seal portadora con una frecuencia determinada
Seal modulada con esta frecuencia
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1-45
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Modulacin de seales, continuacin
Modulacin en amplitud (A.M.)
La modulacin por amplitud (A.M.) se logra por medio de un modulador que mezcla las seales de informacin y la portadora. La portadora vara su amplitud en funcin de la seal de informacin.
Seal de informacin de voz
Modulador
Seal portadora con una frecuencia determinada
Seal modulada en amplitud AM como viajaEnvolvente
La seal portadora varia su amplitud
AM
Seal de informacin de:
Modulador
Seal portadora con una frecuencia determinada
Seal modulada en amplitud AMEnvolvente
La seal portadora varia su amplitud
Datos
Video
Amplitud =0
Video
Datos
AMSeal que viaja
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Modulacin de seales, continuacin
Modulacin en frecuencia (FM)
La modulacin por frecuencia (FM) se logra por medio de un modulador que mezcla las seales de informacin y la portadora. La portadora vara su frecuencia en funcin de la seal de informacin.
Seal de informacin de voz
Modulador
Seal portadora con una frecuencia determinada
Seal modulada en frecuencia FM
La seal portadora varia su frecuencia
FM
Seal de informacin de:
Modulador
Seal portadora con una frecuencia determinada
Seal modulada en Frecuencia FM
Datos
VideoVideo
FM
Dato
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1-47
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Modulacin de seales, continuacin
Modulacin en fase
La modulacin por fase (PM) se logra por medio de un modulador que mezcla las seales de informacin y la portadora. La portadora vara su fase en funcin de la seal de informacin.
Seal de informacin de voz
Modulador
Seal portadora con una frecuencia determinada
Seal modulada en fase PM
La seal portadora varia su fase
Seal de informacin de:
Modulador
Seal portadora con una frecuencia determinada
Seal modulada en fase
Datos
Video
Video
Fase
Cambios provocados por los datos
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1-48
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Modulacin de seales, continuacin
Demodulacin Las seales de informacin cuando llegan con el receptor son demoduladas para recobrar la informacin como indica la siguiente figura:
N
Dispositivos
Seal de voz
Dispositivos
TRANSMISOR RECEPTOR
VozI I
Medios de transmsisin o canal de comunicacin
Video
Datos
Video
Datos
Seal de informacin Seal de informacin demoduladaSeal de informacin Modulada
AM
AM
AM
FM
FM
FM
PM
PM
PM
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Conversin analgico - digital/digital - analgico
Descripcin Los sistemas de transmisin y conmutacin tiende a ser digitales, esto quiere decir que los sistemas de telecomunicaciones manejan preferentemente la seal de informacin de forma digital por lo tanto es necesario que los sistemas realicen conversiones analgico digital y digital analgico.
Donde se realiza la conversin
La conversin se realiza por medio de un circuito integrado, ste puede estar en aparato telefnico o en la central telefnica:
Medio de transmsisnCentral Telefnica
Analgico Convertidor
A/D
M
Medio de transmsisnCentral Telefnica
Analgico
Convertidor
A/D
Seales de voz La planta telefnica esta diseada para manejo de voz, aunque en ella se pueden manejar seales de datos y video. El estudio de la conversin se debe iniciar a partir de la conversin de voz.
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1-50
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Conversin analgico - digital/digital - analgico, continuacin
Etapas La conversin de seales analgicas de voz a seal digital se realiza en 4 etapas:
1. Filtrado 2. Muestreo 3. Cuantificacin 4. Codificacin
A continuacin se dar una breve descripcin de la conversin y posteriormente se describir el detalle de la conversin.
Filtrado Un filtro es un dispositivo capaz de dejar pasar un determinado rango de frecuencias. Para nuestro caso se debe permitir pasar frecuencias de voz de entre 300 y 3400 Hz, (recuerde que el rango audible es de 20- 20,000). El ancho de banda de un canal telefnico es considerado de 4 KHz (4000 Hz).
Filtro
Db
300 Hz3400 Hz
El filtro elimina frecuencias menores a 300 y mayores 3400
Esta seal tiene una frecuencia
Esta seal tiene una frecuencia menor a 300 y mayor a 3400
de 300 y 3400
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1-51
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Conversin analgico - digital/digital - analgico, continuacin
Muestreo El siguiente paso despus de haber filtrado la seal, es el del muestreo, el cual consiste en tomar muestras de la seal analgica de voz. A continuacin se presenta un ejemplo del muestro de una seal con una frecuencia de un ciclo.
-1
-2
0
1
2
TIEMPO
AMPLITUD
FRECUENCIA
FRECUENCIA = 1 CICLO /SEG
1
1.1
1.9
MUESTRAS
-1
-2
0
1
2
TIEMPO
AMPLITUD
FRECUENCIA
FRECUENCIA = 1 CICLO /SEG
1
1.1
1.9
MUESTRAS
SEAL ORIGINAL SEAL MUESTREADA
Seal PAM: Con estas muestras el receptor deber recuperar la seal original, entonces s estas muestras se toman muy separadas ser difcil que el receptor pueda reproducirlas; por lo tanto las muestras debern ser de tal forma que las perdidas entre muestras sea mnima. De acuerdo a las normas internacionales la seal deber ser muestreada cuando menos con una frecuencia cuyo valor sea el doble de la seal original. Por ejemplo para el caso del ejemplo de la figura anterior se debern tomar muestras con frecuencia de 2 Hz. (dos muestra por cada ciclo). Como la seal muestreada es la seal original pero en funcin de otra (8000 Hz) es una seal modulada y como las muestras son tomadas en amplitud esta seal se conoce como seal PAM (modulacin por amplitud de pulso).
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1-52
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Conversin analgico - digital/digital - analgico, continuacin
Muestreo (continuacin)
En un canal telefnico cuyo ancho de banda se considera de 4 KHz (300 -3400 Hz) se deber explorar o muestrear la seal con una frecuencia de 8000 Hz (8000 muestras por segundo), o sea el doble de la frecuencia de su ancho de banda. El periodo de la seal ser de 125 microsegundos (1/f = 1/8000) cada 125 microsegundos se toma una muestra de la seal.
-1
-2
0
1
2
TIEMPO
AMPLITUD
FRECUENCIA = (300-3400 hz CICLOs /SEG)
1.1
1.9
MUESTRAS
SEAL ORIGINAL
-1
-2
0
1
2
TIEMPO
AMPLITUD
FRECUENCIA
1.1
1.9
MUESTRAS
SEAL PAM
Muestreador
Toma 8000 muestras cada segundo(cierra el conmutador)
Valores de las muestras
Como se observa de la figura anterior las muestras o la seal PAM tomadas tienen diferentes valores y signos, adems la muestra puede tener una infinidad de valores de voltaje.
Cuantificacin Slo se pueden tener 256 valores (128 positivos y 128 negativos). Las muestras se deben ajustar aun valor entre 16 mv (milivots) y 2048 mV. Se introduce un ruido a la seal por haber prdida de seal por la cuantificacin. La cuantificacin que se realiza no es lineal sino escalonada, se toman valores de: 16 , 32 , 64, 128 , 256, 512, 1024, 2048.(mV), estos valores se le conocen como segmento. Los valores de los escalones son: 1, 4, 8, 16, 32, 64. Existen dos normas internacionales que definen la cuantificacin: la ley A y la Ley . Los equipos utilizados en Telmex utilizan la ley A.
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1-53
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Conversin analgico - digital/digital - analgico, continuacin
Cuantificacin (continuacin)
Ley A: En la siguiente figura se presenta la grfica de compansin (expansin y compresin de la seal) de la ley A. Est dividida en 13 segmentos en la mitad inferior caen las muestras negativas y en la superior las muestras positivas, cada segmento contiene 16 escalones excepto el segmento 7, el cual tiene 64 escalones (realmente son 4 cuatro niveles agrupados). Sumando todos los niveles de cuantificacin dan 256 escalones.
12
3
45
6
7
8
9
10
1113
6
7
5
4
3
21
00
1
2
3
4
5 = 1016 7
1 010
1111
0111
00100001
0000
-1 1
-1
Segment.No.
Y
X
segmento segm. intervalo
X = 1101 1100
01110110
0101
1 01 0
12
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Conversin analgico - digital/digital - analgico, continuacin
Cuantificacin (continuacin)
Manejo de la grfica: La siguiente grfica se presenta en la parte superior la ley A de compansin y en la inferior una seal de voz (es un ejemplo dado que la seal de voz es ms compleja).
12
34
56
7
89
1011
13
67
54
3210012
34
5 = 1016 7
1 010
1111
0111
001000010000
-1 1
-1
Segment.No.
Y
X
segmentosegm. intervalo
X = 1101 1100
01110110
0101
1 01 0
12
1
-1
1
Seal de voz
Muestras
Se observa que las muestras de la seal de voz quedan en diferentes partes de la ley A. Los valores asignado (cuantificados ) deben ajustare a los 256 valores posibles.
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1-55
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Conversin analgico - digital/digital - analgico, continuacin
Codificacin La siguiente etapa en la conversin es el de la codificacin de la muestra cuantificada. Cada muestra cuantificada se le asigna un cdigo binario de 8 bits: B7B6B5B4B3B2B1B0.
Donde : B7 Es la polaridad de la seal B6B5B4 es el segmento B3B2B1B0 dan el subsegmento La siguiente tabla muestra los valores binarios asignados a cada una de los 256 valores ( 13 segmentos y cada segmento con 16 valores ).
Tabla de equivalencias
A continuacin se presenta la tabla de equivalencias entre valores digitales y analgicos (tabla I).
Nmero de Segmento
Polaridad en valor binario
B7 (-) (+)
Segmento valor binario B6B5B4
Subsegmento valor binario
B3B2B1B0
Voltaje en mV.
(+/-)
1 y 13
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
111 111 111 111 111 111 111 111 111 111 111 111 111 111 111 111
1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001 1000 0111 0110 0101 0100 0011 0010 0001 0000
2048 1984 1920 1856 1792 1728 1664 1600 1536 1472 1408 1344 1280 1216 1152 1088
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1-56
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Conversin analgico - digital/digital - analgico, continuacin
Tabla de equivalencias (continuacin)
A continuacin se presenta la tabla de equivalencias entre valores digitales y analgicos (tabla I).
Nmero de Segmento
Polaridad en valor binario
B7 (-) (+)
Segmento valor binario B6B5B4
Subsegmento valor binario
B3B2B1B0
Voltaje en mV.
(+/-)
2 y 12
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
110 110 110 110 110 110 110 110 110 110 110 110 110 110 110 110
1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001 1000 0111 0110 0101 0100 0011 0010 0001 0000
1024 992 960 928 896 864 832 800 768 736 704 672 640 608 576 544
3 y 11
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
101 101 101 101 101 101 101 101 101 101 101 101 101 101 101 101
1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001 1000 0111 0110 0101 0100 0011 0010 0001 0000
512 496 480 464 448 432 416 400 384 368 352 336 320 304 288 272
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1-57
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Conversin analgico - digital/digital - analgico, continuacin
Tabla de equivalencias (continuacin)
A continuacin se presenta la tabla de equivalencias entre valores digitales y analgicos (tabla I).
Nmero de Segmento
Polaridad en valor binario
B7 (-) (+)
Segmento valor binario B6B5B4
Subsegmento valor binario
B3B2B1B0
Voltaje en mV.
(+/-)
4 y 10
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001 1000 0111 0110 0101 0100 0011 0010 0001 0000
256 248 240 232 224 216 208 200 192 184 176 168 160 152 144 136
5 y 9
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
011 011 011 011 011 011 011 011 011 011 011 011 011 011 011 011
1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001 1000 0111 0110 0101 0100 0011 0010 0001 0000
128 124 120 116 112 108 104 100 96 92 88 84 80 76 72 68
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1-58
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Conversin analgico - digital/digital - analgico, continuacin
Tabla de equivalencias (continuacin)
A continuacin se presenta la tabla de equivalencias entre valores digitales y analgicos (tabla I).
Nmero de Segmento
Polaridad en valor binario
B7 (-) (+)
Segmento valor binario B6B5B4
Subsegmento valor binario
B3B2B1B0
Voltaje en mV.
(+/-)
6 y 8
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
010 010 010 010 010 010 010 010 010 010 010 010 010 010 010 010
1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001 1000 0111 0110 0101 0100 0011 0010 0001 0000
64 62 60 58 56 54 52 50 48 46 44 42 40 38 36 34
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1-59
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Conversin analgico - digital/digital - analgico, continuacin
Tabla del segmento nmero 7
La siguiente tabla nos indica el segmento 7, que corresponde a la muestra que contiene 64 escalones (realmente son 4 niveles).
Nmero de Segmento
Polaridad en valor binario
B7 (+) (-)
Segmento valor binario B6B5B4
Subsegmento valor binario
B3B2B1B0
Voltaje en mV.
(+/-)
7
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
001 001 001 001 001 001 001 001 001 001 001 001 001 001 001 001
1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001 1000 0111 0110 0101 0100 0011 0010 0001 0000
32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17
7
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000
1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001 1000 0111 0110 0101 0100 0011 0010 0001 0000
16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
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1-60
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Conversin analgico - digital/digital - analgico, continuacin
Ejemplo 1 Supngase una muestra PAM con un valor de +256 MV. S la codificamos en una seal digital tendremos:
B7 =1 por que la muestra es positiva B6B5B4 = 100 por ser el segmento 10
El subsegmento tendr el valor de:
256mV128
136
144
152
160
168
176
184
192
200
208
216
224
232
240
248
Segmento 10Segmento 11
0000
0001
0010
0011
0100
0101
10000110
0111 1001
1010
1011
1100
1101
1110
11111111
Muestra
La seal PAM de +256 mV toma el valor digital 11001111
+2048
-2048
Seal PAM
+256mV
1 1 1 1
0
Seal digital de 8 bits
5 V
0 V B7 B0B6 B5 B4 B3 B2 B1
0
1 1
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1-61
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Conversin analgico - digital/digital - analgico, continuacin
Ejemplo 2 Se desea representar la seal PAM con un valor de -25 mV como seal digital:
Entonces:
B7= 0 por que la seal es negativa B6B5B4= 001 por estar en el segmento 7 B3B2B1B0:= 1000 este segmento va de entre 16 mV y 32 mV. S lo dividimos entre 16 tendremos que cada subsegmento valdr 1 mV.
32 mV16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
Segmento 7Segmento 7
0000
0001
0010
0011
0100
0101
10000110
0111 1001
1010
1011
1100
1101
1110
11111111
Muestra
+2048
-2048
Seal PAM
-25mV
1
00 0
Seal digital de 8 bits
5 V
0 V
0 00
B7 B0
1
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1-62
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Conversin analgico - digital/digital - analgico, continuacin
Ejercicios Codifique las siguientes seales PAM: +100mV -124 mV +1024 mV -2048 mV +1920mV
Resumen La conversin de una seal analgica digital consiste en 4 etapas: filtrado, muestreo, cuantificacin y codificacin.
F.V.Muestreo Cuantif.Codif.
Entrada AnalgicaF.V. = Frecuencia de voz
Filtrado
Recuperacin Una vez transmitida la seal digital el receptor deber recuperar la seal analgica. La recuperacin de la seal se logra en dos pasos: decodificacin y filtrado:
Ejemplo :
10001001 Con base a la tabla I este la seal tiene un valor de: B7= 1 La seal es positiva B6B5B4 =000 Esta en el segmento 7 , entre +1 mV y +16 mV En este segmento los valores escalan de uno en uno por lo tanto s B3B2B1B0 =1001 entonces el valor de la muestra es de +10 mV
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1-63
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Conversin analgico - digital/digital - analgico, continuacin
Ejemplo 2 Supngase la seal :
Seal PAM1
0
Seal digital de 8 bits
5 V
0 V
0 0
1
0 0
1
B7 B0
La seal analgica ser: B7= 1 La muestra es positiva B6B5B4 =001 segmento 7 entre +17 y +32 el salto entre estos dos valores es de 1 en 1 ( dado que hay 16 subsegmentos ) B3B2B1B0 = 1000 es de +25 mV.
Ejemplo Obtenga el valor de la seal PAM de los siguientes valores digitales:
11001001 10011111 01001001 01101111 10000001
Velocidad de transmisin
La velocidad de transmisin, para voz, es de 64,000 Bits/seg. ,este valor se obtiene de la multiplicacin de la frecuencia de muestreo, 8000 Hz por el nmero de bits en que fue codificada cada muestra (8 bits). Velocidad de un canal de voz =8,000 Hz x 8 Bits = 64,000 Bits/seg. o 64 KBit/seg. (Kilobits por segundo).
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1-64
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Conversin analgico - digital/digital - analgico, continuacin
Resumen La siguiente grfica muestra las etapas de la conversin analgico / y digital y la conversin digital analgica.
Cuantif.MuestreoCodif.
Entrada Analgica F.V. = Frecuencia de voz
Decodific. Filtro F.V.AB=4 KHz
AB=4 KHz
AB = Ancho de Banda
64Kbits/ seg
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2-1
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Captulo # 2
Estudios de transmisin
Panorama general
Introduccin A efecto de que un enlace de voz, video y datos funcione sin problemas, se hace necesario que antes de construir cualquier sistema de transmisin se haga un estudio, en este caso veremos lo concerniente a un par fsico.
Objetivo Al trmino del captulo, los participantes identificarn los parmetros permisibles, de acuerdo a las normas para la elaboracin de estudios de transmisin.
En este captulo En este captulo se conocern los siguientes temas:
Tema Ver Pgina Resistencia mxima permisible. 2-2 Atenuacin mxima permisible. 2-6 Calibres. 2-10 Procedimiento. 2-24 Formatos. 2-26 Solucin a redes de clientes fuera de los lmites de transmisin.
2-30
-
2-2
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Resistencia mxima permisible
Resistencia de lnea
En nuestro sistema telefnico la resistencia de lnea (RL) es la medida en bucle, de la lnea de cliente solamente.
La resistencia de bucle (Rb) es la suma de:
Resistencia del puente en D.G. (Rpa) Resistencia de lnea (RL) Resistencia de aparato ( Ri )
Rb = Rpa +RL + Ri
El mejor compromiso como resistencia de bucle es : Rb < = 1300
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2-3
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Resistencia mxima permisible, continuacin
Lneas suple-mentarias
En el caso de conexin de instalaciones privadas utilizando lneas suplementarias conviene verificar que:
RL = RlP + Rip + Rls
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2-4
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Resistencia mxima permisible, continuacin
Clculo de la resistencia
La frmula para calcular la resistencia de una lnea es :
Donde R= Resistencia,
Es una constante de resistividad, que en el caso del cobre es igual a 0.0175,
L Es la distancia en metros y A Es el rea o seccin del conductor en metros cuadrados.
Para obtener el rea se utiliza cualquiera de las frmulas siguientes:
A = pi r 2 A d=
pi
2
2
A d= pi4
2
Donde pi es igual a 3.1416, d es el dimetro del conductor.
r = radio d = dimetro A = rea
rd
=
2
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2-5
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Resistencia mxima permisible, continuacin
Ejemplo Calcular la resistencia de una lnea calibre 0.5 mm en una distancia de 2000 mts.
pid (3.1416)(0.5) (3.1416)(.25) A = ____ , A = __________ , A= ________ , A= 0.19635
4 4 4
Pero como en el caso del sistema telefnico la resistencia es de bucle (ida y vuelta) entonces :
R = 178.25 x 2 R = 356.5
Ejercicio Calcular la resistencia de una lnea calibre 0.4 mm. en una distancia de 1000 mts. Respuesta : aproximadamente 280
-
2-6
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Atenuacin mxima permisible
Generalidades La atenuacin de la lnea para seales mayores a 1000 Hz es independiente de las cualidades tcnicas al nivel emisin y recepcin de las terminales (aparatos). Los parmetros manejados para la atenuacin de las lneas han sido obtenidos con seales a una frecuencia de 1000 Hz
Tipo de Conmutador Atenuacin Mxima y modo de enlace A 1000 Hz.
Central digital 10 dB Central analgica 8 dB
Instalaciones particulares
Las conexiones con instalaciones particulares, utilizando lneas particulares, pueden provocar una atenuacin suplementaria de l dB para cruzar el equipo IP (Instalacin privada, PBX) y la red privada (L. S.).
Atenuacin en cables multipares
En los cables multipares con conductores de cobre, la atenuacin que producen a la seal los diferentes calibres es la siguiente:
Conductor cobre
Atenuacin lineal a 1000Hz.
dB/Km. 0.4 1.83 0.51 1.5 0.64 1.21 0.81 0.91
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2-7
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Atenuacin mxima permisible, continuacin
Grfica de atenuacin
En la siguiente grfica se representa la atenuacin.
dB = decibel
F = frecuencia medida en Hertz.
Clculo de la atenuacin
La frmula para calcular la atenuacin de una lnea es :
= 8 682
.
WRC
Donde W es igual a 2 (pi) (F)= 1000 Hz. donde F es frecuencia, R es la resistencia, C es la capacitancia. (La capacitancia del calibre 0.4 es igual a 0.05 x 10 -6).
Del calibre 0.5 es igual a 0.053 x 10 -6 y del calibre 0.64 es igual a 0.056 x 10-6.
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2-8
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Atenuacin mxima permisible, continuacin
Ejemplo Calcular la atenuacin de una lnea en una distancia de 1000 mts. con calibre 0.4.
= 8 682
.
WRC
Sustituyendo:
= 8 68 2 31416 1000 280 0 05 10
2
6
.
( )( . )( )( )( . )
Resultado: = 182. dB
Ejercicio Comprobar que la atenuacin de una lnea sin pupinizar en una distancia de 1000 mts. con calibre 0.5 es igual a 1.5 dB. y con calibre 0.64 es igual a 1.21 dB.
Lmite de transmisin
Los limites de transmisin permisibles para la red por los equipos de conmutacin digital son en:
Resistencia 1300 Atenuacin 10 dB.
Equipos digitales de conmutacin
Los equipos digitales de conmutacin segn el nivel del Plan Fundamental de Conmutacin que tomen en cada ZAC, y para los niveles mas bajos, los cuales cuentan con un nmero determinado de lneas, han sido definidos como sigue:
CCE: Centro con Capacidad de Enrutamiento. CCA: Centro de Conexin de Abonados (cliente), tambin
denominada URL.
Controlan a su vez dentro de las ZACs. a los MUX de cliente.
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2-9
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Atenuacin mxima permisible, continuacin
Tipos de equipos digitales de conmutacin
Los equipos de conmutacin, independientemente del nivel de conmutacin en la ZAC, y dependiendo del proveedor son de los siguientes tipos:
RSS R-12 RMS AXE D-12 DMS S-1240 S-12C RISLU A-12 5 ESS
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2-10
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Calibres
Generalidades Para los clculos tenemos que considerar que el cable multipar conectado a la terminal del cliente est prolongado hasta la casa del cliente ms lejano de la terminal. Es decir que la lnea de cliente est integrada a la red secundaria, su calibre es siempre superior o igual al calibre del cable de red secundaria.
En caso de lneas de clientes particularmente lejanos de la terminal, se tomar en cuenta en el clculo la lnea del cliente.
Cables de conexin
Resistencia (/km.)
Atenuacin (dB/km)
Cordn paralelo 45 1 dB Cable areo
autosoportado 2 Ps (0.81)
68
0.91 dB
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2-11
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Calibres, continuacin
Principios de digitalizacin de la red
La digitalizacin de la red conduce a definir las reglas siguientes:
Distancia C.D.
Por lo general las cajas de distribucin se encontrarn ubicadas en un radio de 3 Km.
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2-12
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Calibres, continuacin
Los cambios de calibres
Los cambios de calibre introducen desadaptaciones de impedancia siempre nocivos a un buen rendimiento de transmisin, en el caso de transmisin digital puede ser fuentes de errores.
Cuando sea necesario, las ampliaciones de las redes se desarrollarn slo con un cambio de calibre en red principal, un cambio en red secundaria y un cambio de calibre al nivel caja de distribucin.
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2-13
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Calibres, continuacin
Uso de combinacin de calibres
Las terminales ubicadas a ms de 1.5 km. de la caja de distribucin, estarn enlazadas con cables de calibres heterogneos.
Nota: Esta misma arquitectura puede ser utilizada con dimetro 0.5 + 0.64, cuando se trata de un eje ms largo.
Independencia entre pares de red sec. y princ.
Con la preocupacin de simplificar los procedimientos de operaciones, para que cualquier par principal de una caja de distribucin se pueda asignar a cualquier par de la red secundaria, todos los pares de los cables conectados en una misma caja de distribucin, tendrn los mismos parmetros elctricos y de transmisin.
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2-14
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Calibres, continuacin
Utilizacin de calibres en red principal y sec.
El orden en el cual se deben utilizar los calibres permitir:
Un mximo de continuidad en los calibres.
Ejemplo 1 Continuidad principal secundaria.
(Red secundaria corta, caja de distribucin cerca de la central).
Ejemplo 1A Continuidad principal secundaria para los clientes conectados en la red secundaria de 0.5.
Si los nmeros de lneas en la red secundaria 0.5 son bajos, es mejor construir la red principal en 0.4 + 0.5.
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2-15
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Calibres, continuacin
Ejemplo 1B Mximo de continuidad en red principal.
Ejemplo 1C Evitando el salto de calibre en la caja de distribucin.
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2-16
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Calibres, continuacin
Consideraciones La mejor operacin posible de los cables existentes con sus calibres se deber tomar en cuenta durante estudios de ampliaciones.
Se utilizarn cables existentes para encontrar soluciones que satisfagan los principios enunciados.
Se practicar la mejor administracin de las canalizaciones y de los cables.
Utilizar los calibres, ms bajos en los tramos que se mantengan areos.
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2-17
Coordinacin de desarrollo curricular Inttelmex Fundamentos de transmisin analgica y digital
Calibres, continuacin
Homogeneidad de calibres en red secundaria
Terminales ubicadas a ms de 1.5 km. de la caja de distribucin.
Debern ser conectadas con calibres homogneos desde la caja de distribucin.
La superficie de un distrito, su forma, la ubicacin de la demanda influye en la eleccin de los calibres.
Conocer la distancia mxima a cubrir en red secundaria es un elemento importante.
Los cables cuyo dimetro y cuyo costo son muy altos, debern ser empleados para principales, mejor que en secundarios por las razones siguientes:
- La tasa de ocupacin en red secundaria es baja.
- Ampliaciones ms largas en secundarios.
Estudio de la red secundaria
Verificar si la necesidad ms lejana se podra conectar respetando el plan de transmisin; esto servir de base al estudio.
En el caso excepcional y marginal de un abonado aislado a ms de 3 km. de la caja de distribucin conviene utilizar eventualmente sistemas de transmisin especficos para no afectar a las otras lneas del distrito. (radio, realimentador, etc.).
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Calibres, continuacin
Forma de la zona y ubicacin de demanda
Demanda numerosa en la periferia de la red de distribucin.
L.M.= Longitud mxima de red secundaria
Evitar si es posible el calibre 0.64 en red secundaria (demasiados clientes interesados).
Red secundaria 0.5 para demanda alejada. 0.4 0.4+0.5, para demanda cercana.
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Calibres, continuacin
Localizacin de la demanda
La demanda localizada alrededor de la C.D. y la demanda alejada, deber ser atendida de la forma siguiente:
0.64 para la demanda situada en la extremidad de la zona. LM: Longitud mxima de la red secundaria.
Nota: Si hay demanda mayor a 50, se pondr una C.D. alimentada desde la central con 0.5 a 0.64 y la red secundaria con calibres 0.4 a 0.5.
Combinacin de calibres
En red secundaria, es casi siempre posible utilizar el calibre ms bajo para la demanda cercana a la caja de distribucin, y 0.5 0.64 para la ms alejada.
La eleccin de dos calibres en la zona del distrito depende:
De la reparticin geogrfica de la demanda en la zona.
La saturacin de una red subterrnea o area puede conducir a utilizar localmente:
Un calibre mayor al calibre necesario con el fin de permitir un reagrupamiento. Quedando los cables homogneos para satisfacer a la demanda situada a menos de 1.5 km., un clculo econmico es necesario.
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Calibres, continuacin
Ejemplo A continuacin se muestra ejemplo de combinacin de calibres:
Jerarqua de las estructuras
Calibre a utilizar en orden de preferencia en el cuadro de construccin de redes nuevas a partir de la central.
DIMETROS UTILIZADOS
mm 1 0.4 2 0.4 + 0.5 3 0.5 4 0.5 + 0.64 5 0.64 6 0.64 + 0.8 7 0.8
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Calibres, continuacin
Combinacin de calibres
En el caso de sacar cables nuevos desde la central, y sea necesario una combinacin de calibres, se utilizan las frmulas:
{ Ax + By = R x + y = L
{ x + y = AT x + y = L
De donde
A: Resistencia unitaria del calibre mayor. B: Resistencia unitaria del calibre menor. R: Resistencia limite permisible de la central. x: Distancia en kilmetros para el calibre mayor. y: Distancia en kilmetros para el calibre menor. L: Distancia de la lnea desde la central. : Atenuacin unitaria del calibre mayor. : Atenuacin unitaria del calibre menor. AT: Atenuacin limite permisible de la central.
Aplicaciones de las frmulas
Estas frmulas se aplican para hallar las longitudes de los calibres mayor y menor que deber indicar el proyecto, para llegar a los clientes mas distantes, dejando a sus lneas dentro de los limites sealados para los equipos de conmutacin.
Es posible buscar resolver la combinacin apropiada para el lmite de resistencia y checar as los valores de atenuacin o viceversa.
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Calibres, continuacin
Ejemplo Encontrar la combinacin de calibres adecuada en un cable desde la central a una distancia de 4.9 Kms. Con lmite de resistencia permisible de la central de 1300
{ Ax + By = R ......1 x + y = L ......2
Despejar y en ...2
y = L - x ......3
Sustituir y en ...1:
Ax + B(L - x) = R Ax + BL - Bx = R Ax - Bx = R - BL .......4
Sustituyendo trminos en ...4, tenemos:
180x - 280x = 1300 - (280)(4.9) - 100x = 1300 - 1372 100x = 72 x = 72/100 x = 0.72 Kms. de calibre 0.5 .....5
Sustituyendo trminos ...5 en ...3, tenemos:
y = 4.9 - 0.72 y = 4.18 Kms. de calibre 0.4
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Calibres, continuacin
Ejemplo (continuacin)
Checar la atenuacin: x + y = AT
Sustituyendo tenemos: (1.5)(0.72) + (1.83)(4.18) < = 10 dB. 1.08 + 7.65 < = 10 dB.
8.73 dB < 10 dB.
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Procedimiento
Generalidades En los estudios de transmisin es necesario llevar un procedimiento para realizarlos, as como indicar los formatos a utilizar. Al hacer el dimensionamiento de una red principal o secundaria, que utilice calibre especial, se debe elaborar un estudio de transmisin, con el objeto de que los calibres, cumplan con el plan de transmisin.
En el croquis que se prepare deben encontrarse :
Tipo de central.
Distancia de la CTL. a la caja de distribucin.
Los parmetros mximos permisibles de la central (resistencia y atenuacin).
Distancia de la caja de distribucin a la terminal ms lejana.
Distancia de la terminal a la demanda ms alejada.
Las distancias debern marcarse en metros. Con la informacin obtenida elaborar el clculo, para determinar el calibre del conductor que nos permita quedar dentro del plan de transmisin.
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Procedimiento, continuacin
Casos especiales
Los sistemas de transmisin (amplificador o repetidor de impedancia negativa, realimentador), se utilizarn excepcionalmente en los casos siguientes:
Cables existentes de calibre bajo
Esperando una nueva reestructuracin de la red, se recomienda a la brevedad:
Evitar poner nuevos cables con pupinizacin cuando se proyecta nuevas ampliaciones de Red y elegir un calibre conveniente para los cables nuevos.