Este documento describe los conceptos fundamentales de la transmisión de datos, incluyendo los tipos de medios de transmisión, comunicación y señales, así como conceptos clave como amplitud, frecuencia, periodo, fase y espectro. También explica los desafíos de la transmisión como la atenuación, distorsión y ruido, y las teorías de Nyquist y Shannon sobre la capacidad máxima de un canal.

1. Transmisión de Datos

2. Tipos de Medios
Medio Guiado
 La señal se propaga en un medio físico
 Par trenzado
 Cable coaxial
 Fibra óptica, etc.
Medio no Guiado
 Le señal no se propaga por medios físicos
 Aire
 Agua
 Vacío

3. Transmisión
Punto a Punto (Peer to Peer)
 Enlace directo entre dispositivos
 Solo dos dispositivos enlazados
Multipunto
 Enlace compartido entre varios dispositivos

4. Comunicación
Simplex
 Comunicaciones en un solo sentido.
 Radios
 Televisión
Half-Duplex
 Comunicación en ambos sentidos pero alternadamente.
 Walkie-talkie
 Telégrafo
Full-Duplex
 Comunicación en ambos sentidos simultáneamente
 Telefonía
 Chat

5. Señales
Señal Analógica
 La intensidad varia suavemente con el tiempo
Señal Digital
 Intensidad constante durante un intervalo de tiempo y luego cambia de valor
Señal Periódica
 Posee un patrón que se repite en función del tiempo
Señal no Periódica
 No tiene un patrón que se repita en función del tiempo

6. Señal no Periódica

7. Señal Periódica

8. Parámetros
Amplitud (A)
 Pico de mayor valor de la señal en el tiempo
 Se mide en voltios
Frecuencia (f)
 Cuantas veces se repite la señal durante un intervalo de tiempo
 Se mide en ciclos x segundo o hercios (Hz)
Periodo (T)
 Tiempo transcurrido entre las repeticiones de la señal
 T = 1/f
Fase (Φ)
 Posición de la señal dentro de un periodo

9. Ecuación general de la onda seno
 s(t) = A sin(2πft + Φ)
 2π radianes = 360° = 1 periodo
A=1; f=1; Φ =0 A=0.5; f=1; Φ=0

10. Variaciones de la onda seno
A=1; f=2; Φ =0 A=1; f=1; Φ= π /4

11. Conceptos en el dominio de la
frecuencia
 Una señal electromagnética puede estar formada por varias frecuencias,
como por ejemplo:
 s(t) = (4/ π)x[sin(2πft + Φ)+(1/3)sin(2π(3f)t + Φ)+(1/5)sin(2π(5f)t + Φ)]
 s(t) esta compuesto por frecuencias f, 3f y 5f.
 El periodo total de s(t) es igual al de la frecuencia fundamental.

12. sin(2πft + Φ)(1/3)sin(2π(3f)t)
s(t) = (4/ π)x[sin(2πft)+(1/3)sin(2π(3f)t)]

13. Conceptos en el dominio de la
frecuencia
 Espectro:
Es el conjunto de frecuencias que constituyen una señal.
 Ancho de banda absoluto:
Es el ancho total del espectro.
 Ancho de banda efectivo:
Banda de frecuencias donde se concentra la mayor parte de la energía de la
señal. También se la conoce como ancho de banda.

14. Velocidad de Transmisión vs Ancho de
Banda
 Teóricamente el ancho de banda es infinito, pero en la practica observamos
que cualquier sistema de transmisión tiene una banda limitada de
frecuencias.
 A mayor ancho de banda mayor velocidad de transmisión.
 Aumentar el ancho de banda resulta costoso.
 Limitar el ancho de banda crea distorsiones.

15. Terminología
 Datos:
Cualquier entidad capaz de transportar información.
 Señales:
Representaciones eléctricas o electromagnéticas de los datos.
 Señalización:
Propagación física de las señales a través de un medio adecuado.
 Transmisión:
Comunicación de datos mediante la propagación y procesamiento de señales.

16. Datos analógicos y digitales
 Analógicos:
Toman valores continuos.
Por ejemplo: audio y video.
 Digitales:
Toman valores discretos.
Por ejemplo: cadenas de texto, números enteros.

17. Señales analógicas
 Es una onda electromagnética que varia continuamente y que según el
espectro se puede propagar a través de varios medios, sean estos guiados o no
guiados.
 Propagan datos analógicos y digitales.
 Medios de transmisión:
Par trenzado
Fibra óptica
Cable coaxial
Propagación atmosférica o espacial

18. Señales digitales
 Son una secuencia de pulsos de tensión que se transmiten en un medio
conductor.
 Propagan datos digitales y analógicos.
 Mas barato que la transmisión de señales analógicas.
 Menos susceptible a la interferencia por ruido.
 Se afecta considerablemente por la atenuación.

19. Transmisión analógica
 Transmite señales analógicas sin importar el contenido.
 La atenuación limita la distancia del enlace.
 Se usan amplificadores para aumentar la distancia de transmisión, pero
aumenta la distorsión.
 Datos analógicos pueden soportar la distorsión.
 Se introducen errores en datos digitales.

20. Transmisión digital
 Depende del contenido de la señal.
 Distancia de transmisión limitada por el ruido y atenuación que a su vez
comprometen la integridad de los datos.
 Para distancias mayores se usan repetidores.
 Repetidores evitan la atenuación.
 Señal digital:
Los repetidores recuperan la señal y la retransmiten.
 Señal analógica con datos digitales:
Se recuperan los datos de la señal analógica y se genera una nueva señal
libre de ruidos.

21. Dificultades en la transmisión
 La señal final puede va a diferir de la inicial.
 En las señales analógicas se degrada la señal.
 En las señales digitales se generan errores de bits.
 Se causa por atenuación, distorsión y ruido.

22. Atenuación
 La energía de la señal decae con la distancia sobre cualquier medio de
transmisión.
 La señal recibida debe tener suficiente energía para que la circuitería
electrónica pueda recibir e interpretar la señal.
 La señal debe mantener un nivel suficientemente mayor que el ruido.
 La atenuación es mayor a mayores frecuencia, esto ocasiona distorsión de la
señal.

23. Distorsión
 Solo ocurre en medios guiados.
 Se debe a que la velocidad de propagación de una señal a través de un medio
guiado varia con la frecuencia.
 Es critica en la transmisión de datos digitales.
 Para compensar la distorsión se usan técnicas de ecualización.

24. Ruido
 Son señales adicionales que se insertan entre el emisor y el receptor.
 Clases de ruido:
Térmico
Intermodulación
Crosstalk
Ruido de impulso

25. Tipos de ruido
 Ruido térmico:
 Se debe a la agitación térmica de los electrones.
 Presente en todos los dispositivos eléctricos y medios de transmisión.
 Es en función de la temperatura.
 Se lo llama Ruido Blanco.
 Especialmente dañino en las comunicación satelitales.
 Ruido blanco:
Ruido aleatorio que posee la misma densidad espectral de potencia a lo largo
de toda la banda de frecuencias.

26. Ruido térmico
No = kTB
 No: densidad del ruido en vatios por 1 Hz de ancho de banda (watts/Hz)
 k: constante de boltzmann’s = 1.3803x10^-23 J/k
 T: temperatura en grados kelvin.
 El ruido térmico en decibelios-watts se expresa:
N = 10logk + 10logT + 10logB

27. Tipos de ruido
 Ruido de intermodulación:
Ocurre cuando señales de distintas frecuencias comparten el mismo medio
de transmisión.
 Crosstalk:
Acoplamiento no deseado entre líneas que transporten señales.
 Ruido de impulso:
Pulsos irregulares o “chispas” de ruidos.
Son de corta duración y de alta amplitud.
Ocasionado por disturbios electromagnéticos externos o fallas en el sistema
de comunicaciones.

28. Efectos del ruido en las señales digitales

29. Capacidad del canal
 Se denomina así a la velocidad máxima a la que se pueden transmitir los datos en un
canal o ruta de comunicación de datos.
 Velocidad de transmisión de datos:
Velocidad a la que se transmiten los datos, en bit por segundo bps.
 Ancho de banda:
Ancho de banda de la señal transmitida, se mide en ciclos/segundo o Hz.
 Ruido:
Nivel medio del ruido a través del camino de transmisión.
 Tasa de errores:
Porcentaje de bits transmitidos que llegan erróneos.

30. Teorema de Nyquist
 Una señal puede ser reconstruida sin errores tomando muestras en intervalos
de tiempo iguales.
 La razón de muestreo debe ser igual o mayor al doble del ancho de banda de
la señal analógica.
 Este teorema no considera que no existe ruido.
 La limitación de la velocidad de transmisión es limitada por el ancho de
banda.
𝑪 = 𝟐𝑩 𝐥𝐨𝐠 𝟐 𝑴
 M: niveles de la señal.

31. Razón señal ruido (S/N o SNR)
 Es el margen que hay entre la potencia de la señal que se transmite y la
potencia del ruido que la corrompe.
S/N =
𝑆 (𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑠𝑒𝑛𝑎𝑙)
𝑁 (𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑟𝑢𝑖𝑑𝑜)
 Expresada en decibelios:
𝑆𝑁𝑅 𝑑𝐵 = 10 log
𝑆 (𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑠𝑒𝑛𝑎𝑙)
𝑁 (𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑟𝑢𝑖𝑑𝑜)
 Un valor alto de SNR indica buena calidad de señal y que se necesitaran pocos
repetidores.

32. Ecuación de Shannon
 Estudio como el ruido afecta la transmisión de datos.
𝐶 = 𝐵 log2(1 +
𝑆
𝑁
)
 Representa el máximo teórico que se puede alcanzar.
 Asume la existencia de ruido blanco.
 No considera el ruido por impulso.
 No se considera la distorsión por atenuación ni por retardo.
 Se puede transmitir información libre de ruido siempre y cuando la tasa de
información no exceda la capacidad del canal.
 Mayor velocidad, mayor tasa de errores.