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Descripción de la Capa Física del Modelo de referencia OSI.
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2 La Capa Física
2Ing. Raúl Ortiz Gaona
Contenido
2.1 Base teórica de la comunicación de datos.
2.2 Medios de transmisión guiados.
2.3 Transmisión inalámbrica.
2.4 Satélites de comunicaciones.
3Ing. Raúl Ortiz Gaona
Primera capa más inferior.
Define las interfaces mecánica, eléctrica y de
temporización de la red.
La Naturaleza establece límites en las
capacidades de los medios físicos de
transmisión.
2.1 BASE TEÓRICA DE LA COMUNICACIÓN DE DATOS
5Ing. Raúl Ortiz Gaona
Es posible transmitir información variando
algunas propiedades eléctricas: V, I aplicadas a
un medio.
6Ing. Raúl Ortiz Gaona
2.1.1 Análisis de Fourier
Juan Bautista Fourier probó
que cualquier función
periódica g(t) se puede
construir sumando una
cantidad, posiblemente
infinita, de senos y cosenos:Francia 1768 - 1830
7Ing. Raúl Ortiz Gaona
Serie de Fourier
f = 1/T frecuencia fundamental. Frecuencia de la
primera armónica.
Frecuencias de las demás armónicas son
múltiplos enteros de f.
(1)
8Ing. Raúl Ortiz Gaona
an, bn: amplitudes de los senos y cosenos de los
n-ésimos términos armónicos.
Para reconstruir g(t) se deben conocer la f fundamental y las amplitudes ai y bi.
El período T de g(t) es igual al período de la frecuencia fundamental.
9Ing. Raúl Ortiz Gaona
Las amplitudes an se calculan multiplicando ambos lados de la ecuación (1) por sen(2πkft), e integrandode 0 a T.
Ya que:
Sólo perdura un término de la sumatoria: an
c y la sumatoria de bn desaparecen.
10Ing. Raúl Ortiz Gaona
Las amplitudes bn se calculan multiplicando ambos lados de la ecuación (1) por cos(2πkft), e integrandode 0 a T.
Ya que:
Sólo perdura un término de la sumatoria: an
c y la sumatoria de an desaparecen.
11Ing. Raúl Ortiz Gaona
La amplitud c se calcula integrandodirectamente de 0 a T.
Las sumatoria de an y bn desaparecen.
cos
12Ing. Raúl Ortiz Gaona
13Ing. Raúl Ortiz Gaona
Dominio de la frecuencia
14Ing. Raúl Ortiz Gaona
Una señal de datos, que tiene una duración
finita - patrón, se puede expresar como una
serie de Fourier suponiendo que el patrón se
repite por siempre.
15Ing. Raúl Ortiz Gaona
2.1.2 Señales de ancho de banda limitado.
Transmisión del carácter ASCII “b” 01100010.
Amplitudes: raíz media cuadrada (ms)
sqrt(an2 + bn
2).
Proporcionales a la energía transmitida en cada
frecuencia.
16Ing. Raúl Ortiz Gaona
17Ing. Raúl Ortiz Gaona
18Ing. Raúl Ortiz Gaona
Ejemplo
El patrón (que imaginamos se repite) es 8 bits.
La tasa es b bits/seg.
El tiempo T para transmitir el patrón es 8/b seg.
La f fundamental es b/8 Hz.
Frecuencia de corte de línea telefónica 3.000 Hz
Núm armónicos = 3.000/(b/8) = 24.000/b
Si b = 4.800 bps, Núm armónicos = 5
19Ing. Raúl Ortiz Gaona
Ancho de banda absoluto o espectro: rango de frecuencias de la señal.
Todo sistema de transmisión pierde cierta potencia en el proceso.
Si todas las componentes de Fourier disminuyeran en la misma proporción, la señal disminuyera en amplitud sin distorsión, manteniendo la misma forma cuadrada.
20Ing. Raúl Ortiz Gaona
En la vida real, los sistemas de transmisión disminuyen los componentes de Fourier en diferente grado, causando distorsión.
Por lo general, las amplitudes se transmiten sin distorsión desde 0 hasta una cierta frecuencia llamada frecuencia de corte fc.
Las frecuencias mayores a fc se atenúan.
21Ing. Raúl Ortiz Gaona
Ancho de banda efectivo o ancho de banda: rango de frecuencias que se transmiten sin atenuarse.
En la práctica, el corte no es abrupto.
Va de 0 hasta la frecuencia en que su amplitud se atenúa a la mitad del valor original.
Banda reducida de frecuencias que contiene la mayor parte de la energía de la señal.
La potencia de la señal disminuye 3 dB.
22Ing. Raúl Ortiz Gaona
El ancho de banda es propiedad física del medio de transmisión. Depende del material, grosor, longitud, construcción.
Todo sistema de transmisión tiene una limitada banda de frecuencias.
Esto limita la tasa de datos a ser transportada.
Otras veces se usan filtros para limitar el ancho de banda a cada cliente: sistema telefónico (3100 Hz).
