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  1. 1. 1. INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES. Etimológicamente la palabra comunicación, proviene de la raíz latina comunicare, es decir, “hacer común” algo, para el diccionario de la Real Academia de la Lengua Española, la palabra comunicación es la acción y efecto de comunicar o comunicarse, la transmisión de señales mediante un código común al emisor y al receptor, la unión que se establece entre ciertas cosas, tales como mares, pueblos, casas o habitaciones, mediante pasos, crujías, escaleras, vías, canales, cables y otros recursos. El mismo documento define a la telecomunicación como un sistema de comunicación telegráfica, telefónica o radiotelegráfica y demás análogos. La palabra telecomunicaciones se deriva del prefijo griego tele que significa distancia y del latín communicare que significa comunicación, entonces telecomunicación significa comunicar a distancia. 1.1 Elementos que forman los sistemas de telecomunicación. Los elementos básicos de un sistema de comunicación son: a) La fuente origina la información en un punto, que se hace llegar a su destino por medio de un mensaje a través de un canal de comunicación. b) El transmisor, cuya función consiste en depositar la información proveniente de la fuente en un canal de comunicaciones. Es un conjunto de equipos para el tratamiento y envío de la información, es decir, moduladores, filtros, cables, antenas. c) El canal es el medio por el cual se trasmite la información de la fuente al destino, introduce pérdidas además de diversos tipos de perturbaciones (distorsión, ruido e interferencias). El canal puede ser desde un par de conductores hasta una fibra óptica, pasando por el espacio libre. Algunas veces lleva directamente la señal de información (una señal de audio puede transportarse a través de un hilo telefónico de tipo par trenzado, en cambio un enlace de radio a través del espacio libre no se puede usar de manera directa para señales de voz. Se requerirá una antena de gran longitud, y no sería posible transmitir más de una señal sin interferencia. Estas situaciones requieren una señal portadora cuya frecuencia es tal o se propaga por el canal. La señal de información altera o modula esta onda portadora de tal manera que la información se recupera como la señal moduladora. Puesto que en general la frecuencia de la portadora, es mucho más alta que la señal de información, al espectro de frecuencia de la señal de información suele llamársele banda base. Por consiguiente, los tres términos señal de información, señal moduladora y señal en banda base son
  2. 2. equivalentes en los esquemas de comunicación que requieren portadoras moduladas. d) Receptor que realiza las funciones inversas del transmisor, es decir, extrae la información del canal y la entrega a su destino. Está constituido por un conjunto de equipos para el tratamiento de la señal recibida, es decir, antenas, cables, amplificadores, demoduladores, filtros. e) Destino, que puede ser el oído o el ojo humano (o en algún caso extremo otros órganos sensoriales) y la recuperación del mensaje se hace por la mente. Figura 1 Transmisor Receptor Procesamiento Circuitos Circuitos de la Entrada de Procesamiento Entrada deFuente de señales de la Canal portadora Destino información de señales información portadora De señales. De señales. Elementos de un sistema de comunicación La distancia entre fuente y destinatario puede variar desde pocos centímetros (al hablar frente a frente a un volumen normal) hasta cientos y aun miles de kilómetros (como es el caso de transmisiones telefónicas intercontinentales o de transmisiones desde y hacia naves espaciales). Esto constituye el problema central de las telecomunicaciones, ya que al haber una fuente que genera información en un punto y un destinatario en otro punto geográfico distante del primero, se trata de saber cuál es la mejor manera de hacer llegar al destinatario la información generada por la fuente, de manera rápida (por la dependencia temporal de la importancia de la información), segura (para garantizar que la información no caiga en manos de alguien que haga mal uso de ella, o a quién simplemente no estaba destinada), y veraz (para garantizar que en el proceso de transmisión no se alteró el contenido de la información), el costo de hacer llegar la información de la fuente a su destino. 1.2 Tipos de señales. Las señales de información, pueden ser analógicas o discretas, ambas son función del tiempo, expresándose de la siguiente manera: x(t) o y(t), donde x o y, u otra letra indica la amplitud de la señal; t representa el tiempo.
  3. 3. Figura 2x(t) y(t) t tEn la figura 2 se ilustra una señal x(t) que es continua en el tiempo ycontinua en amplitud, y una señal y(t) que es continua en el tiempo perodiscreta en amplitud.1.2.1) Una fuente de información analógica, produce mensajes que estándefinidos dentro de un espacio continuo. La información analógica contienedatos cuyo valor se encuentra dentro de una gama continua y, enconsecuencia, aun dentro de un rango finito, los datos pueden adoptar unnúmero infinito de posibles valores. Un micrófono es un buen ejemplo deuna fuente analógica. El voltaje de salida describe la información en elsonido y se distribuye a través de un rango continuo de valores, otrosejemplos son la presión atmosférica de algún lugar, la intensidad acústicade los sonidos, la velocidad de un vehículo, el nivel de aceite de algunamáquina en funcionamiento, el grado de humedad en la superficie de algúnplaneta, entre otros. Una forma de onda analógica es una función de tiempoque posee un rango continuo de valores. Figura 3. Forma de onda Analógica. 1.2.2) Información discreta es aquella que se caracteriza porque sus datos pueden adoptar sólo un número finito de posibles valores discretos (símbolos). Por ejemplo, un texto escrito es un mensaje
  4. 4. discreto construido a base de 50 símbolos (28 letras, 10 números, un espacio y varios signos de puntuación); otro ejemplo de información discreta es un mensaje telegráfico en código Morse que se forma con sólo dos símbolos (punto y raya). En este caso, se trata de un mensaje digital binario porque utiliza sólo dos símbolos y codificación. Un mensaje que se construye con M símbolos se llama M-ario. Una fuente digital de información produce un conjunto finito de mensajes posibles. Las señales digitales, se derivan de señales de audio o video o consisten de datos (caracteres alfa numéricos, etc.), puede tener casi cualquier ancho de banda, lo cual depende de la cantidad de bits transmitidos por segundo y del método usado para convertir los unos y ceros binarios en señales eléctricas. Las teclas de un teléfono digital son un buen ejemplo de una fuente digital. Existe un número finito de caracteres (mensaje) que esta fuente puede emitir. Una forma de onda digital se define como una función de tiempo que puede tener sólo un conjunto discreto de valores de amplitud. Si la forma de onda digital es binaria, sólo se permiten dos valores. Figura 4. Señal digital.1.3 Transductores empleados en los sistemas de telecomunicación.Transductor de entrada: Recibe información (señales o mensajes) enformato digital o análogo, de una fuente, ya sea de datos, voz, audio,imágenes, video, etc. Y la convierte en algún tipo de señal ajustada alsistema particular de comunicaciones por ejemplo eléctrica, óptica u otra.La señal de salida del transductor se le llama señal en banda base. Algunos
  5. 5. ejemplos son el micrófono, fotocelda, termistor fotorresistencia y la cámarade video.Transductor de salida: convierte la señal de salida del receptor a la señaladecuada para entregársela al destinatario. Ejemplos son las bocinas en losreceptores de radio y las bocinas, lámparas, zumbadores, leds y la pantallade los receptores de televisión. Ejemplos de transductores1.4 Espectro electromagnético de frecuencias.Los sistemas inalámbricos de comunicación a menudo utilizan la atmósferacomo canal de transmisión. En este caso, la interferencia y las condicionesde propagación dependen de la frecuencia de transmisión. Cualquier tipode modulación puede utilizarse en cualquier frecuencia de transmisión, sinembargo con el objeto de ordenar, minimizar la interferencia, lasregulaciones gubernamentales especifican el tipo de modulación, ancho debanda, potencia y el tipo de información que un usuario puede transmitirsobre bandas de frecuencia designadas.La agencia de las Naciones Unidas denominada InternationalTelecommunications Union (ITU), con oficinas en Ginebra, Suiza,establece mundialmente las distribuciones de frecuencia y los estándarestécnicos. El organismo está estructurado en tres sectores. El Sector deRadiocomunicaciones (ITU-R) suministra las distribuciones de frecuencia ya el concierne el uso eficiente del espectro de radiofrecuencia. La Secciónde Estandarización de Telecomunicaciones (ITU-T) examina las cuestionestécnicas, de operación y de tarifas. También recomienda estándaresglobales para las redes públicas de telecomunicación (PTN) y los sistemasde radio relacionados. El Sector de Desarrollo de Telecomunicaciones (ITU-D) provee asistencia técnica, especialmente a los países en desarrollo. Amenudo cada país establece una agencia responsable de la administraciónde las asignaciones de radiofrecuencia dentro de sus fronteras. En Méxicola Comisión Federal de Telecomunicaciones (COFETEL), es el organismoque regula el uso del espectro radioeléctrico, a partir de la Ley Federal deTelecomunicaciones. En la tabla 1 se presenta la división de frecuencias delespectro electromagnético.
  6. 6. Tabla 1. División del espectro electromagnético.SIGLAS DENOMINACIÓN GAMA DE LONGITUD CARACTERÍSTICAS USO TÍPICO FRECUENCIAS DE ONDA DE PROPAGACIÓN Enlaces de radio a gran VERY LOW Onda terrestre; baja distancia; FRECUENCIES 100,000 a atenuación día y noche, VLF 3 a 30Khz. navegación de Frecuencias Muy 10,000m. estable, alto nivel de ruido largo alcance; bajas atmosférico. comunicación submarina. Enlaces de radio a gran distancia; Onda terrestre; alta navegación LOW 10,000 a atenuación durante el día; aérea y LF FRECUENCIES 30 a 300Khz. 1,000m. menos estable que VLF; marítima; Frecuencias Bajas ruido atmosférico. radiobalizas para comunicación marina. Onda terrestre y onda Radio marítima; celeste nocturna; detección MEDIUM atenuación elevada direccional; MF FRECUENCIES 300Khz. a 3Mhz. 1000 a 100m. durante el día y baja difusión de Frecuencias Bajas durante la noche; ruido Amplitud atmosférico. Modulada Comunicaciones de todo tipo a media y larga distancia; radio de aficionado, difusión internacional, Propagación Ionosférica comunicación HIGH que varía con la hora del militar, HF FRECUENCIES 3Khz. a 30Mhz. 100 a 10m. día, la estación del año y comunicación Frecuencias Altas la frecuencia; bajo ruido de larga atmosférico a 30 Mhz. distancia para aeronaves y barcos, telefonía, telegrafía, comunicación por fax. Enlaces de radio a corta distancia, Propagación directa Televisión VHF, (LOS), ocasionalmente radio VERY HIGH propagación Ionosférica o bidireccional de FRECUENCIES VHF 30 a 300Mhz. 10 a 1m. Troposférica, con FM, Frecuencias Muy dispersión debido a la comunicación Altas inversión de temperatura, en AM para ruido cósmico. aeronaves, auxilio de navegación de aeronaves. Enlaces de radio, auxilio a la navegación, Propagación tipo LOS, televisión UHF, ULTRA HIGH posibilidad de enlaces por telefonía celular, FRECUENCIES UHF 300Mhz. A 3Ghz. 1m a 10cm. reflexión o a través de radar, GPS, Frecuencias Ultra satélites artificiales, ruido enlaces Altas cósmico, microonda, sistemas personales de comunicación.
  7. 7. Propagación tipo LOS; atenuación por Comunicación SUPER HIGH precipitación arriba de por satélite, FRECUENCIES 10GHz, atenuación enlaces SHF 3 a 30 GHz 10 a 1cm. Frecuencias atmosférica debido al microonda de Superaltas oxígeno y vapor de agua, radar, enlaces alta absorción de vapor de radio. de agua a 22.2 GHz. EXTRA HIGH Propagación tipo LOS; FRECUENCIES alta absorción de vapor Radar, satélite, EHF Frecuencias 30 a 300GHz. 1cm a 1mm de agua a 183 GHz Y experimental Extremadamente absorción de oxígeno a Altas 60 y 119 GHz EXTRA HIGH FRECUENCIES Comunicaciones EHF 300 a 3,000GHz 1mm a 0.1mm Propagación tipo LOS Frecuencias ópticas Extremadamente AltasPropagación de ondas electromagnéticas.Las características de propagación de las ondas electromagnéticas utilizadas enlos canales inalámbricos son altamente dependientes de la frecuencia. Lascaracterísticas de propagación resultan de los cambios de la velocidad en lasondas de radio como una función de la altitud y de las condiciones limitantes. Lavelocidad de onda depende de la temperatura aérea, la densidad en el aire y losniveles de ionización aéreos.La ionización (electrones libres) del aire en grandes altitudes tiene un efectodominante en la propagación de ondas en las bandas de media (MF) y altafrecuencia (HF). La ionización se origina por la radiación ultravioleta del Sol, asícomo por los rayos cósmicos. Por consiguiente, la cantidad de ionización es unafunción de la hora del día, la estación del año y la actividad del Sol (manchassolares). Esto resulta en varias capas con distinta densidad de ionización ubicadasa varias alturas alrededor de la Tierra.A continuación en las figuras 4, 5 y 6 se muestran las diferentes formas detransmisión de las ondas electromagnéticas.Figura 4. Propagación de onda por reflexión. Figura 5. Propagación de onda directa Figura 6. Propagación por tierra
  8. 8. BIBLIOGRAFÍACOMUNICACIONES I, SEÑALES, MODULACIÓN Y TRANSMISIÓN. EnriqueHerrera Pérez. LIMUSA, NORIEGA EDITORES. 2004.COMUNICACIONES II, COMUNICACIÓN DIGITAL Y RUIDO. Enrique HerreraPérez. LIMUSA, NORIEGA EDITORES. 2004.COMUNICACIONES DIGITALES, DISEÑO PARA EL MUNDO REAL. AndyBateman. MARCOMBO, S.A. 2003INFORMACIÓN Y TELECOMUNICACIONES. Federico Kuhlmann y AntonioAlonso. Serie la Ciencia para todos, Núm. 149. Fondo de Cultura Económica.2002.RADIOCOMUNICACIONES. Francisco Ramos Pascual. Alfaomega, Marcombo.2007.SISTEMAS DE COMUNICACIÓNES. Marcos Faúndez Zanuy. Marcombo. 2001.SISTEMAS DE COMUNICACIÓN DIGITALES Y ANA LÓGICOS. León W. Couch,II. PEARSON Educación. 2008.SISTEMAS ELECTRÓNICOS DE COMUNICACIÓN. Roy Blake. Thomson. 2004.TECNOLOGÍAS DE TELECOMUNICACIONES. José Manuel Huidobro Moya,Ramón J. Millán Tejedor, David Roldán Martínez. Alfaomega Grupo Editor. 2008.INFORMACIÓN Y TELECOMUNICACIONES. Federico Kuhlmann y AntonioAlonso. Serie la Ciencia para todos, Núm. 149. Fondo de Cultura Económica.2002.RADIOCOMUNICACIONES. Francisco Ramos Pascual. Alfaomega, Marcombo.2007.Páginas Web:http://dagital.net/tutoriales/TELECOMI/Telecomunicaciones%20I_1_.pdfhttp://www.slideshare.net/mamogetta/sistema-de-comunicacin-redes-de-telecomunicaciones-presentation

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