Capa FísicaCapa Física

Capítulo 2Capítulo 2

Base Base TeóricaTeórica para la Comunicación para la Comunicación de Datosde Datos

• Análisis de FourierAnálisis de Fourier• Señales Ancho de Banda Señales Ancho de Banda

LimitadasLimitadas• Tasa Máxima de Datos en un Tasa Máxima de Datos en un

CanalCanal

Señales de Ancho de Banda Señales de Ancho de Banda LimitadasLimitadas

(a)(a) Una señal binaria y su Una señal binaria y su root-mean-squareroot-mean-square en en amplitudes de Fourier amplitudes de Fourier

(b) – (c)(b) – (c) Aproximaciones sucesivas a la señal Aproximaciones sucesivas a la señal original. original.

Señales de Ancho de Banda Señales de Ancho de Banda Limitadas (2)Limitadas (2)

(d) – (e)(d) – (e) AproximacionesAproximaciones Sucesivas a la Señal Sucesivas a la Señal originaloriginal

Señales de Ancho de Banda Señales de Ancho de Banda Limitadas (3)Limitadas (3)

Relación entre la tasa de datos y sus armónicos Relación entre la tasa de datos y sus armónicos (componentes sinusoidales).(componentes sinusoidales).

Transmisión Dirigida de DatosTransmisión Dirigida de Datos

• Medios MagnéticosMedios Magnéticos• Par TrenzadosPar Trenzados• Cable CoaxialCable Coaxial• Fibra ÓpticaFibra Óptica

Par TrenzadoPar Trenzado

(a)(a) C Categoría ategoría 3 UTP.3 UTP.(b)(b) Categoría 5 UTP. Categoría 5 UTP.

Cable CoaxialCable Coaxial

Cable coaxialCable coaxial

Fibra ÓpticaFibra Óptica

(a)(a) Tres ejemplos de incidencia de un rayo de luz en Tres ejemplos de incidencia de un rayo de luz en fibra de silicio, al chocar en el aire/silicio como fibra de silicio, al chocar en el aire/silicio como límite, en diferentes ángulos. límite, en diferentes ángulos.

(b)(b) Luz capturada por la reflexión interna totalLuz capturada por la reflexión interna total

Transmisión de Luz a través deTransmisión de Luz a través de FibraFibra

Atenuación de la luz a través de fibra en una Atenuación de la luz a través de fibra en una región infrarroja.región infrarroja.

Cables de Fibra

(a)(a) Vista lateral de la fibra (una) Vista lateral de la fibra (una)

(b)(b) Vista frontal de la fibra (tres)Vista frontal de la fibra (tres)

Cables de FibraCables de Fibra (2) (2)

Comparación de Diodos Semiconductores y Comparación de Diodos Semiconductores y LEDs como origen de luzLEDs como origen de luz

Redes de Fibra ÓpticaRedes de Fibra Óptica

Anillo de Fibra Óptica con repetidores Anillo de Fibra Óptica con repetidores activosactivos

Redes de Fibra ÓpticaRedes de Fibra Óptica (2) (2)

Conexión Estrella Pasiva en redes de Fibra Conexión Estrella Pasiva en redes de Fibra ÓpticaÓptica

Transmisión InalámbricaTransmisión Inalámbrica

• Espectro ElectromagnéticoEspectro Electromagnético• Transmisión de RadioTransmisión de Radio• Transmisión de MicroondaTransmisión de Microonda• Señales Infrarrojas Señales Infrarrojas • Transmisión Señales de LuzTransmisión Señales de Luz

Espectro ElectromagnéticoEspectro Electromagnético

Espectro Electromagnético y su uso en las Espectro Electromagnético y su uso en las comunicacionescomunicaciones

Radio TransmisiónRadio Transmisión

(a)(a) Bandas VLF, LF y señales de radio Bandas VLF, LF y señales de radio seguidas de la curvatura de la tierra. seguidas de la curvatura de la tierra.

(b)(b) En la banda HF, rebotan en la ionosfera.En la banda HF, rebotan en la ionosfera.

Políticas del Espectro Políticas del Espectro ElectromagnéticoElectromagnético

La banda ISM en Estados Unidos.La banda ISM en Estados Unidos.

Transmisión de Señales de LuzTransmisión de Señales de Luz

Corrientes que pueden interferir con los Corrientes que pueden interferir con los sistemas de Comunicación láser. sistemas de Comunicación láser.

Sistema Bidireccional con dos láser.Sistema Bidireccional con dos láser.

Satélites de ComunicacionesSatélites de Comunicaciones

• Satélites GeoestacionariosSatélites Geoestacionarios• Satélites en la Órbita Media Satélites en la Órbita Media

de la Tierrade la Tierra• Satélites en la Órbita Baja Satélites en la Órbita Baja

de la Tierrade la Tierra• Satélites vs. FibraSatélites vs. Fibra

Satélites de ComunicacionesSatélites de Comunicaciones

Satélites de Comunicaciones y algunas de Satélites de Comunicaciones y algunas de sus propiedadessus propiedades

Satélites de ComunicacionesSatélites de Comunicaciones (2) (2)

Bandas principales de un SatéliteBandas principales de un Satélite

Satélites de ComunicacionesSatélites de Comunicaciones (3) (3)

VSATs utilizando un hubVSATs utilizando un hub

Satélites en la Órbita Baja de la TierraSatélites en la Órbita Baja de la TierraIridiumIridium

(a)(a) El satélite Iridium de seis anillos alrededor de la El satélite Iridium de seis anillos alrededor de la tierra tierra

(b)(b) 1628 celdas en movimiento cubriendo la tierra1628 celdas en movimiento cubriendo la tierra

GlobalstarGlobalstar

(a)(a) Transmisión en el Espacio Transmisión en el Espacio

(b)(b) Transmisión sobre la Tierra Transmisión sobre la Tierra

Sistema de Telefonía Público Sistema de Telefonía Público ConmutadoConmutado

• Estructura de un Sistema de Estructura de un Sistema de TelefoníaTelefonía

• Bucle local: módems, ADSL e Bucle local: módems, ADSL e InalámbricasInalámbricas

• Troncales y MultiplexaciónTroncales y Multiplexación• ConmutarConmutar

Estructura de un Sistema de Estructura de un Sistema de TelefoníaTelefonía

(a)(a) Red interconectada completamenteRed interconectada completamente(b)(b) Conmutación Centralizada.Conmutación Centralizada.(c)(c) Jerarquía de dos nivelesJerarquía de dos niveles

Estructura de un Sistema de Estructura de un Sistema de Telefonía Telefonía (2)(2)

Circuito Típico para una llamada de media Circuito Típico para una llamada de media Distancia.Distancia.

Principales Componentes Principales Componentes del Sistema de Telefoníadel Sistema de Telefonía

• Bucles LocalesBucles Locales Analogía del Par Trenzado (Casas y Negocios)Analogía del Par Trenzado (Casas y Negocios)

• TroncalTroncal Conexión de Fibra Óptica Digital a las Conexión de Fibra Óptica Digital a las

Oficinas de ConmutaciónOficinas de Conmutación• Oficinas de ConmutaciónOficinas de Conmutación

Las llamadas son transferidas de un troncal a Las llamadas son transferidas de un troncal a otro.otro.

Políticas de los TeléfonosPolíticas de los Teléfonos

Relación LATAs, LECs y IXCs.Relación LATAs, LECs y IXCs. Los círculos son LEC oficinas de conmutación. Los círculos son LEC oficinas de conmutación.

Cada Hexágono pertenece al IXC cuyo Cada Hexágono pertenece al IXC cuyo número esta en élnúmero esta en él

Bucle Local: Módems, Bucle Local: Módems, ADSL e InalámbricaADSL e Inalámbrica

Uso de transmisiones Digitales y Analógicas Uso de transmisiones Digitales y Analógicas en los computadores. La Conversión es en los computadores. La Conversión es

realizada por los Módems y Codecs.realizada por los Módems y Codecs.

MódemsMódems

(a)(a) Señal Binaria Señal Binaria (b)(b) Modulación de Modulación de

AmplitudAmplitud

(c)(c) Modulación de Modulación de Frecuencia Frecuencia

(d)(d) Modulación de Fase Modulación de Fase

Módems (2)Módems (2)

(a)(a) QPSK. QPSK.

(b)(b) QAM-16. QAM-16.

(c)(c) QAM-64. QAM-64.

Módems (3)Módems (3)

(a)(a) V.32 por 9600 bps. V.32 por 9600 bps.

(b)(b) V32 bis por 14,400 bps. V32 bis por 14,400 bps.

(b)(a)

Líneas de Suscripción DigitalLíneas de Suscripción Digital

Ancho de Banda vs. Distancia cubierta Ancho de Banda vs. Distancia cubierta por UTP categoría 3 para DSL.por UTP categoría 3 para DSL.

Líneas de Suscripción DigitalLíneas de Suscripción Digital (2) (2)

Operación del ADSL usando modulación Operación del ADSL usando modulación discretadiscreta

Líneas de Suscripción DigitalLíneas de Suscripción Digital (3) (3)

Configuración Típica del Equipo ADSLConfiguración Típica del Equipo ADSL

Bucles Locales InalámbricosBucles Locales Inalámbricos

Arquitectura de un Sistema LMDSArquitectura de un Sistema LMDS

Multiplexación por División de Multiplexación por División de FrecuenciaFrecuencia

(a)(a) Ancho de Banda Original Ancho de Banda Original (b)(b) Ancho de Banda en frecuencia Ancho de Banda en frecuencia (c)(c) Canal de Multiplexación.Canal de Multiplexación.

Multiplexación por División de Multiplexación por División de SeñalSeñal

Multiplexación por División de TiempoMultiplexación por División de Tiempo

Portador T1 (1.544 Mbps).Portador T1 (1.544 Mbps).

Multiplexación por División de Multiplexación por División de TiempoTiempo (2) (2)

Delta modulation.Delta modulation.

Multiplexación por División de Multiplexación por División de TiempoTiempo (3) (3)

Flujo de información en varias portadorasFlujo de información en varias portadoras

Multiplexación por División de Multiplexación por División de TiempoTiempo (4) (4)

Dos tramas seguidas en SONETDos tramas seguidas en SONET

Multiplexación por División de Multiplexación por División de TiempoTiempo (5) (5)

SONET y SDH tasas multiplexadasSONET y SDH tasas multiplexadas

Conmutación de CircuitosConmutación de Circuitos

(a) (a) Conmutación de Circuitos.Conmutación de Circuitos.(b)(b) Conmutación de Paquetes Conmutación de Paquetes

Mensajes de ConmutaciónMensajes de Conmutación

(a)(a) Conmutación de Circuitos Conmutación de Circuitos (b)(b) Mensajes de Conmutación Mensajes de Conmutación (c)(c) Conmutación de PaquetesConmutación de Paquetes

Conmutación de PaquetesConmutación de Paquetes

Comparación Redes en conmutación de circuitos y Comparación Redes en conmutación de circuitos y paquetes.paquetes.

Sistema de Telefonía MóvilSistema de Telefonía Móvil

Teléfonos Móviles:Teléfonos Móviles:

• Primera Generación: Primera Generación: Voz AnalógicaVoz Analógica

• Segunda Generación: Segunda Generación:

Voz DigitalVoz Digital

• Tercera GeneraciónTercera Generación

Voz Digital y DatosVoz Digital y Datos

Sistema de Telefonía Móvil Sistema de Telefonía Móvil AvanzadoAvanzado

(a)(a) Frecuencias no se usan nuevamente en celdas adyacentes . Frecuencias no se usan nuevamente en celdas adyacentes .(b)(b) Es posible el uso de celdas más pequeñas para añadir usuarios. Es posible el uso de celdas más pequeñas para añadir usuarios.

Categorías de CanalesCategorías de Canales

832 canales son divididos en 4 832 canales son divididos en 4 categorías:categorías:

• Control (base al móvil) para manejar Control (base al móvil) para manejar el sistema.el sistema.

• Llamadas (base al móvil) para alertar Llamadas (base al móvil) para alertar a los usuarios de sus llamadas.a los usuarios de sus llamadas.

• Acceso (bidirecional) llamadas de Acceso (bidirecional) llamadas de configuración y asignación del canal.configuración y asignación del canal.

• Datos (bidirecional) voz, fax o datos.Datos (bidirecional) voz, fax o datos.

D-AMPS D-AMPS Sistema Avanzado de Telefonía Móvil Sistema Avanzado de Telefonía Móvil

DigitalDigital

(a)(a) A D-AMPS canal con tres usuarios A D-AMPS canal con tres usuarios

(b)(b) A D-AMPS canal con seis usuarios. A D-AMPS canal con seis usuarios.

GSMGSMSistema Global para Comunicaciones Sistema Global para Comunicaciones

MóvilesMóviles

GSM utiliza 124 canales de GSM utiliza 124 canales de frecuenciafrecuencia

GSM (2)GSM (2)

Parte de la estructura GSMParte de la estructura GSM

CDMA – Acceso Múltiple de Banda CDMA – Acceso Múltiple de Banda Ancha por División de CódigoAncha por División de Código

(a)(a) Chip de Secuencias Binarias para cuatro Chip de Secuencias Binarias para cuatro estaciones estaciones

(b)(b) Chip de secuencias Bipolares Chip de secuencias Bipolares (c)(c) Seis ejemplos de transmisiones Seis ejemplos de transmisiones (d)(d) Señal de Recuperación de la Estación C Señal de Recuperación de la Estación C

Tercera Generación de Teléfonos Tercera Generación de Teléfonos MóvilesMóviles

Voz Digital y DatosVoz Digital y DatosServicios Básicos en la red IMT-2000 debería Servicios Básicos en la red IMT-2000 debería

proveer:proveer:

• Alta calidad en la Transmisión de VozAlta calidad en la Transmisión de Voz• Mensajería (remplazar e-mail, fax, SMS, Mensajería (remplazar e-mail, fax, SMS,

chat, etc.)chat, etc.)• Multimedia (música, videos, films, TV, etc.)Multimedia (música, videos, films, TV, etc.)• Acceso a Internet (navegación web, Acceso a Internet (navegación web,

w/multimedia.)w/multimedia.)

Televisión por CableTelevisión por Cable

• Comunidad de Antena de Comunidad de Antena de TelevisiónTelevisión

• Internet a través CableInternet a través Cable• Asignación de EspectroAsignación de Espectro• Cable MódemsCable Módems• ADSL vs. CableADSL vs. Cable

Comunidad de Antena de Comunidad de Antena de TelevisiónTelevisión

Sistema de televisión por cable.Sistema de televisión por cable.

Internet a través CableInternet a través Cable

Televisión por CableTelevisión por Cable

Internet a través Cable (2)Internet a través Cable (2)

Sistema de Teléfono FijoSistema de Teléfono Fijo

AsignaciónAsignación de Espectro de Espectro

Asignación de Frecuencia en un sistema Asignación de Frecuencia en un sistema Típico de Televisión utilizado para Típico de Televisión utilizado para

acceder a Internetacceder a Internet

Cable MódemsCable Módems