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FUNDAMENTOS DE TELECOMUNICACIONES INGENIERIA EN SISTEMAS

PORTAFOLIO DE EVIDENCIAS

MATERIA:

FUNDAMENTOS DE TELECOMUNICACIONES

CLAVE: AEC1034

PROFESOR: LIC. REYNA VALVERDE JARQUIN

ALUMNO: ACEVEDO MALDONADO JOSUE

GRUPO: ISA FECHA:10/09/2014

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INDICE

Contenido

1.-IMPACTO DE LAS TELECOMUNICACIONES................................................................... 3

2.-COMPONENTES: EMISOR, RECEPTOR, MEDIOS, CODIGOS Y PROTOCOLOS... 6

3.-SEÑALES Y SU CLASIFICACION ........................................................................................ 6

4.-ANALISIS MATEMATICO DE SEÑALES. ANALISIS DE FOURIER ............................ 16

INDICE DE ILUSTRACIONES

Figura 1impacto en la medicina. .............................................................................. 4

Figura 2. Impacto en el hogar.................................................................................. 5

Figura 3. Onda seno ................................................................................................ 9

Figura 4.Amplitud pico de la onda ......................................................................... 10

Figura 5. Señal con una frecuencia de 12 Hz........................................................ 11

Figura 6.onda con fase adelantada de 180 ........................................................... 11

Figura 7.señal digital ............................................................................................. 14

Figura 8.Aproximacion de una señal digital usando el primer armónico ............... 15

Figura 9.Descomposision de una señal digital ...................................................... 15

Figura 10.Ancho de banda y ancho de banda significativa ................................... 16

Figura 11.Descomposision de una señal en sus armónicos ................................. 17

Figura 12.Espectro de frecuencias de una señal .................................................. 17

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UNIDAD 1. SISTEMAS DE

COMUNICACIÓN

1.-IMPACTO DE LAS TELECOMUNICACIONES Unos de los grandes propulsores de las Telecomunicaciones, ha sido el Internet. Y

más recientemente el teléfono celular.

Internet ha revolucionado los medios de comunicación, implantando nuevos medios

informativos. La utilización de recursos multimedia, ha obligado a generar un nuevo

paradigma sobre estos medios.

Una empresa sin una buena utilización de las tecnologías de información y

comunicaciones, o telecomunicaciones, aun cuando pueda tener una excelente

línea de estrategia propia, representada en un buen producto o una buena presencia

en el mercado, camina de modo equívoco y su horizonte es oscuro, a pesar del

prometedor presente de que pueda disponer.

Las telecomunicaciones significan, para la empresa, comunicación, actualización y,

en definitiva, progreso. No se trata de implementar la mejor tecnología, sino la más

adecuada para los intereses de la empresa y la precisa, para solucionar las

necesidades existentes.

Impacto de las telecomunicaciones en diversas áreas:

Educación.

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Ilustración 1. impacto en la educacion

La Educación computarizada se ha concebido como el uso de las herramientas

informáticas para la explicación y comprobación de un tema o procedimiento. El

software educativo persigue esta finalidad aunque también una variante de ello es

a través de Internet, donde el alumno puede interactuar y manipular el conocimiento

sin que esto afecte a terceros o que las consecuencias no sean las más apropiadas.

Medicina.

Figura 1impacto en la medicina.

La medicina, y en general la sanidad, han sido tradicionalmente pioneras en la

incorporación de los avances tecnológicos a sus procesos asociados de

investigación y las actividades cotidianas asociadas. En las últimas décadas se ha

beneficiado de los avances en el campo de la informática, y lo hará en las próximas

con los avances en las telecomunicaciones.

Videoconferencia La telefonía y la videoconferencia a través de Internet están

íntimamente relacionadas con el desarrollo de la telemedicina, permitiendo la

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consulta médica a distancia, el control remoto de los tratamientos, las sesiones entre

varios centros, y la tele cirugía, entre otros. La característica más importante desde

el punto de vista de su difusión e implantación es su coste, equivalente al de una

llamada local (una videoconferencia con Japón tiene el mismo precio que una

llamada a la casa de nuestro vecino).

Hogar

Figura 2. Impacto en el hogar

En estos tiempos se encuentran varios tipos de telecomunicaciones en el hogar,

desde redes wireless (Internet), pues en estos tipos ya no es una gran cosa tener

una computadora en el hogar. También en estos tipos se cuenta con celulares en

cualquier parte, estos son un tipo de telecomunicación y también pueden interactuar

con las redes wireless.

Son los sistemas o infraestructuras de comunicaciones que posee el hogar. Tanto

si hablamos de las redes interiores (Wireless, LAN, Corrientes portadoras...) o de

redes de acceso (RTBC, RDSI, ADSL...) o redes públicas (RTV, Radio...) el

concepto está ligado a la conectividad de los hogares a la autopista de la

información.

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2.-COMPONENTES: EMISOR, RECEPTOR, MEDIOS, CODIGOS Y

PROTOCOLOS

Un sistema de transmisión de datos está formado por cinco componentes:

1. mensaje: es la información a comunicar

2. emisor: es el dispositivo que envía los datos del mensaje

3. receptor: es el dispositivo que recibe el mensaje

4. medio: es el camino físico por el cual viaja el mensaje del emisor a

receptor puede ser par trenzado, coaxial, fibra óptica, ondas de radio,

etc.

5. protocolo conjunto de reglas que gobiernan la transmisión de datos,

sin un protocolo los dispositivos pueden estar conectados pero no

comunicados

Ilustración 2 Componentes de un sistema de transmisión de datos

3.-SEÑALES Y SU CLASIFICACION La información puede ser voz, imagen, datos numéricos, caracteres o código, cualquier mensaje que sea legible y lengua significado para el usuario destino, tanto si es humano como si es una máquina.

La información puede estar en forma de datos, voz, pintura, etc.

Generalmente, la información que utiliza una persona o una aplicación no está en un formato que se pueda transmitir por la red.

La información debe ser transformada en forma de señales electromagnéticas poder ser transmitida.

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SEÑALES PERIÓDICA Y APERIODICAS

Tanto las señales analógicas y digitales pueden ser de dos formas: periódicas y aperiódicas.

Ilustración 3. Comparación entre señales

SEÑALES PERIODICAS

Una señal es periódica si completa un patrón en una cantidad de tiempo medible,

llamado periodo, y se repite ese patrón en periodos idénticos subsecuentes.

Cuando se completa un patrón completo se dice que se ha completado un ciclo.

El periodo se define como la cantidad de tiempo (en segundos) necesarios para

completar un ciclo completo. La duración del periodo es diferente para cada señal,

pero es constante para una determinada señal periódica.

Ilustración 4. Ejemplos de señal periódica

SEÑALES APERIODICAS

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Una señal aperiódica, o no periódica cambia constantemente sin exhibir ningún patrón o

ciclo que se repita en el tiempo.

Ilustración 5. Ejemplo de señales aperiódicas

ANALÓGICO Y DIGITAL

Tanto los datos corno las señales que los representan pueden estar en forma analógica o digital. Analógico indica algo que es continuo, un conjunto de puntos específicos de datos y todos los puntos posibles entre ellos. Digital indica algo que es discreto, un conjunto de puntos específicos de datos sin los puntos intermedios.

Datos analógicos y digitales

Los datos pueden ser analógicos o digitales. Un ejemplo de dato analógico es la voz humana. Cuando alguien habla, se crea una onda continua en el aire. Esta onda puede ser capturada por un micrófono y convertida en una señal analógica.

Un ejemplo de dato digital son los datos almacenados en la memoria de una computadora con forma de ceros y unos.

Al igual que la información que representan, las señales pueden ser también analógicas o digitales. Una señal analógica es una forma de onda continua que cambia suavemente con el tiempo. A medida que la onda se mueve de a A a B, pasa a través de c, e incluye un número infinito de valores en, su camino. Por el contrario, una señal digital es discreta. Solamente puede tener un número de valores definidos, a menudo tan simples corno ceros y unos. La transición entre los valores de una señal digital es instantánea.

Las señales se pueden representar sobre un plano cartesiano. El eje vertical representa el valor o la potencia de la señal. EI eje horizontal representa el paso del tiempo. La Figura 4.1 ilustra una señal analógica y una señal digital. La diferencia

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es que la señal analógica cambia continuamente con respecto al tiempo, mientras que la señal digital cambia instantáneamente.

Las señales analógicas pueden tener cualquier valor dentro de un rango; las señales digitales solamente pueden tener un número limitado de valores,

Señales analógicas

Las señales analógicas se pueden clasificar en simples o compuestas. Una señal analógica simple, no puede ser descompuesta en señales más simples. Una señal analógica compuesta está formada por múltiples ondas seno.

La onda seno es la forma más fundamental dc una señal analógica periódica. Visualizada como una única curva oscilante, su cambio a lo largo del curso de un ciclo es suave y consistente, un flujo continuo.

Figura 3. Onda seno

Cada ciclo está formado por un único arco sobre el eje del tiempo seguido por un único arco por debajo dc él. Las ondas seno se pueden describir completamente mediante tres características: Amplitud, periodo, frecuencia y fase.

Amplitud. La amplitud de una señal en un gráfico es el valor de la señal en cualquier punto de la onda. Es igual a la distancia vertical desde cualquier punto de la onda basta el eje horizontal. La máxima amplitud de una onda seno es igual al valor más alto que puede alcanzar sobre el eje vertical (véase la Figura 4).

La amplitud se mide voltios, amperios o watios, dependiendo del tipo dc señal. Los voltios indican el voltaje. Los amperios indican la corriente eléctrica y los vatios indican la potencia.

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Figura 4.Amplitud pico de la onda

Periodo y frecuencia. El periodo se refiere a la cantidad de tiempo, en segundos, que necesita una señal para completar un ciclo. La frecuencia indica el número dc periodos en un segundo. La frecuencia de una señal es su número de ciclos por segundo. La Figura 4.6 muestra los conceptos dc periodo y frecuencia.

La frecuencia también se puede ver como una medida de la velocidad de cambio. Las señales electromagnéticas son formas de onda oscilatoria; es decir, señales que fluctúan de forma continua y predecible por encima y por debajo dc un nivel de energía medio.

La frecuencia, aunque descrita en ciclos por segundo (Hz), es una medida general de la velocidad de cambio de una señal con respecto al tiempo. Los cambios en un espacio de tiempo corto indican frecuencia alta. Los cambios con un gran espacio de tiempo indican frecuencia baja. Si una señal no cambia en absoluto su frecuencia es 0 Hz. Si la señal cambia de forma instantánea, su frecuencia es infinita.

𝑓 =1

𝑇 𝑦 𝑇 =

1

𝑓

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Figura 5. Señal con una frecuencia de 12 Hz

Fase. El término fase describe la posición de la onda relativa al instante de tiempo O. La onda se puede desplazar hacia delante o hacia atrás a lo largo del tiempo, la fase describe la magnitud de ese desplazamiento. Indica el estado del primer ciclo.

La fase se mide en grados o radianes (360 grados son 2 radianes). Un desplazamiento de fase dc 360 grados corresponde a un desplazamiento de un periodo completo.

Figura 6.onda con fase adelantada de 180

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Ilustración 6. Distintas fases de una onda

DOMINIO EN TIEMPO Y FRECUENCIA

Una onda analógica queda completamente definida mediante su amplitud,

frecuencia y fase. Pero se puede representar en función del tiempo o de la

frecuencia.

La traza en el dominio del tiempo muestra los cambios de la amplitud de la señal

con respecto al tiempo. La fase y la frecuencia no se miden explícitamente en una

traza en el dominio del tiempo.

Para mostrar la relación entre amplitud y frecuencia se puede usar una traza en el

dominio de la frecuencia.

Una señal de baja frecuencia en el dominio de la frecuencia se corresponde a una

señal con un periodo largo en el dominio del tiempo y viceversa. Una señal que

cambia rápidamente en el dominio del tiempo corresponde con frecuencias altas en

el dominio de la frecuencia.

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Ilustración 7. Dominios en tiempo y frecuencia para diferentes señales

Espectro de frecuencia y ancho de banda

El espectro de frecuencia de una señal es la colección de todas las frecuencias

componentes que contiene y se muestra usando un gráfico en el dominio de la

frecuencia. El ancho de banda de una señal es el ancho del espectro de

frecuencias, es el rango de las frecuencias componentes el espectro de frecuencia

está relacionado con los elementos de ese rango. Para calcular el ancho de banda

hay que sustraer la frecuencia más baja de la frecuencia más alta del rango.

𝐵 = 𝑓ℎ − 𝑓𝑖

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Ilustración 8. Ancho de banda

Señales digitales

Además de poder representarse con una señal analógica, los datos también se pueden representar mediante una señal digital.

Figura 7.señal digital

Intervalo de bit y tasa de bit La mayoría de las señales digitales son aperiódicas y. por tanto, la periodicidad o la frecuencia no es apropiada. Se usan dos nuevos términos para describir una señal digital: intervalo de bis (en lugar del periodo) y tasa de bit (en lugar de Ia frecuencia). El Intervalo de bit es el tiempo necesario para enviar un único bit. La tasa de bit es el número de intervalos de bit por segundo (bps). Véase Ia Figura 4.19.

Descomposición de una señal digital Una señal digital se puede descomponer en un número infinito de ondas senos sencillos denominados armónicos, cada uno de los cuales tiene una amplitud, frecuencia y fase distintas.

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Figura 8.Aproximacion de una señal digital usando el primer armónico

Figura 9.Descomposision de una señal digital

Esto significa que cuando se envía una señal digital por un medio de transmisión, se están enviando un número infinito de señales simples. Para recibir una réplica exacta de la señal digital, todos los componentes de la frecuencia deben ser transferidos exactamente a través del medio de transmisión. Si alguno de los componentes no se envía bien a través del medio, el receptor obtendrá una señal corrupta. Puesto que no hay ningún medio práctico (como un cable) que sea capaz de transferir lodo el rango completo de frecuencias, siempre existe una cierta corrupción.

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Aunque el espectro de frecuencia de una señal digital tiene un número infinito de frecuencias con distintas amplitudes, si se envían solamente aquellos componentes cuyas amplitudes son significativas (están por encima de un umbral aceptable), todavía se puede reconstruir la señal digital en el receptor con una exactitud razonable (distorsión mínima). A esta parte del espectro infinito se la llama el espectro significativo y a su ancho de banda se le denomina el ancho de banda significativo (véase la Figura 4.21).

Figura 10.Ancho de banda y ancho de banda significativa

4.-ANALISIS MATEMATICO DE SEÑALES. ANALISIS DE FOURIER Una señal x(t) es periódica de periodo T0 si x(t)= x(t+T) para todo k entero. La expansión

en series de Fourier consiste en expresarla como una suma infinita de términos seno y

coseno, habitualmente se escribe como:

𝑥(𝑡) = 𝑎0 + ∑ 𝑎𝑘 cos (2𝜋

𝑇0𝑘𝑡) +

∞

𝑘=1

∑ 𝑏𝑘 sin (2𝜋

𝑇0𝑘𝑡)

∞

𝑘=1

Los coeficientes ak y bk representan las amplitudes de los términos seno y coseno; la

cantidad 2𝜋

𝑇0 es la fecuencia angular fundamental de la señal y representa el k-esimo

armonico de la frecuencia fundamental.

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Análisis armónico estudia la representación de funciones o señales como superposición de ondas de base (los armónicos) son sinusoidales y por tanto las series son trigonométricas

Figura 11.Descomposision de una señal en sus armónicos

Análisis de Fourier

Estudia el comportamiento de las señales de un determinado espacio, un rayo, una energía eléctrica para ver como se está comportando una señal podríamos mencionar la perdida de internet y análisis de la señal

Figura 12.Espectro de frecuencias de una señal

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Áreas de aplicación incluyen análisis vibratorio, acústica, óptica, procesamiento de

imágenes y señales, y compresión de datos. En ingeniería, para el caso de los

sistemas de telecomunicaciones, y a través del uso de los componentes

espectrales de frecuencia de una señal dada, se puede optimizar el diseño de un

sistema para la señal portadora del mismo.