5 perturbaciones (1)

PERTURBACIONES DE LA TRANSMISIÓNPERTURBACIONES DE LA TRANSMISIÓN
LAS MÁS SIGNIFICATIVAS SON:LAS MÁS SIGNIFICATIVAS SON:
 ATENUACIÓN Y DISTORSIÓN DEATENUACIÓN Y DISTORSIÓN DE
ATENUACIÓNATENUACIÓN
 DISTORSIÓN DE RETARDODISTORSIÓN DE RETARDO
 EL RUIDOEL RUIDO
Carlos Canto Q.San Luis Potosí

ATENUACIÓN:ATENUACIÓN:
 Reducción de la energía de la señal conforme seReducción de la energía de la señal conforme se
propaga en el medio de transmisiónpropaga en el medio de transmisión
PERTURBACIONES DE LA TRANSMISIÓN
L
Atenuación = Po/Pi
Pi
Po

 La energía de la señal decae con la distancia en
cualquier medio de comunicación
 En medios guiados esta reducción de la
energía es por lo general logarítmica, por
lo tanto , se expresa típicamente como un
número constante en decibeles por unidad
de longitud (db/Km).
Distancia (km)
Energía
de la
señal
Curva de atenuación con la distancia en un medio guiado

 La atenuación y la amplificación, también llamadaLa atenuación y la amplificación, también llamada
Ganancia, se miden en decibeles (dB).Ganancia, se miden en decibeles (dB).
 Si denotamos P1 como la potencia de la señal transmitida ySi denotamos P1 como la potencia de la señal transmitida y
con P2 la potencia de la señal recibida, entoncescon P2 la potencia de la señal recibida, entonces
Atenuación = 10 log( )dBAtenuación = 10 log( )dB
P2
P1
TransmisorTransmisor
ReceptorReceptor
P1 P2
 Como la potencia P2 es menor que P1 la atenuación
nos produce un número negativo en dB’s.

Algunas consideraciones respecto a laAlgunas consideraciones respecto a la
atenuación:atenuación:
 La señal recibida debe tener la suficienteLa señal recibida debe tener la suficiente
energía para que sea interpretadaenergía para que sea interpretada
adecuadamente por el receptor.adecuadamente por el receptor.
 Para que se interprete sin error la señalPara que se interprete sin error la señal
debe ser superior al ruido.debe ser superior al ruido.
 La atenuación es una función creciente deLa atenuación es una función creciente de
la frecuencia.la frecuencia.

La Atenuación se debe a las siguientes causas:La Atenuación se debe a las siguientes causas:
 Características eléctricas
del cable
 Materiales y construcción.
 Pérdidas de inserción
debido a terminaciones e
imperfecciones
 Reflejos por cambios en
la impedancia
 Frecuencia (las pérdidas
son mayores a mayor
frecuencia)
 Temperatura ( incrementa
un 0.4% por cada grado
de incremento para Cat 5)
 Longitud del enlace
 Conducto Metálico ( 3%
de incremento )
 Humedad
 Envejecimiento

El deciBell (dB)El deciBell (dB)
 1 deciBell = 10 log ( )1 deciBell = 10 log ( )
Donde:Donde:
Pi= potencia de entrada en wattsPi= potencia de entrada en watts
Y Po= potencia de salida en wattsY Po= potencia de salida en watts
Otras unidades frecuentemente usadasOtras unidades frecuentemente usadas
1dBmv=20 log(Vo/1mv)1dBmv=20 log(Vo/1mv)
1dBm=10 log(Po/1mw)1dBm=10 log(Po/1mw)
1dBW=10 log (Po/1watt)1dBW=10 log (Po/1watt)
Po
Pi
Pi (watts)
Po ( watts)

 Se usa el dBW (deciBell Watt) cuando se tomaSe usa el dBW (deciBell Watt) cuando se toma
como referencia 1 wattcomo referencia 1 watt
 dBW=10 log (potencia/1 Watt)dBW=10 log (potencia/1 Watt)
 se utiliza en aplicaciones de microondasse utiliza en aplicaciones de microondas
 Una potencia de 1000 watts corresponde a 30 dBWUna potencia de 1000 watts corresponde a 30 dBW
 Una potencia de 1mW corresponde a – 30 dBWUna potencia de 1mW corresponde a – 30 dBW
 En sistemas de TV y LAN´s de banda ancha se usaEn sistemas de TV y LAN´s de banda ancha se usa
el dBmV con un impedancia de75 ohmsel dBmV con un impedancia de75 ohms

RelaciónRelación dBdB Cálculo rápidoCálculo rápido
11 00 1=10**01=10**0
1.251.25 11 1.25=5/4=7- 6 dB1.25=5/4=7- 6 dB
22 33 (5/4)**3=125/64(5/4)**3=125/64
44 66 2*2=3+3dB2*2=3+3dB
55 77 10/2=10-3 dB10/2=10-3 dB
88 99 2*2*2= 3+3+3 dB2*2*2= 3+3+3 dB
1010 1010 10**110**1
100100 2020 10**210**2
10001000 3030 10**310**3
1000010000 4040 10**410**4

G = 13dBG = 13dBPi = 4 mW Po = ?
G=10 log(Po/4mW) = 13 dB
log (Po/4mW) = 1.3
P2/4mW= 10**1.3
P2= 4mW* 10**1.3=79.8 mW
P2=79.8mW

 La Atenuación es una expresión logarítmica de la relación entreLa Atenuación es una expresión logarítmica de la relación entre
Pi y Po, y una relación de 1/1 resulta en 0 dB.Pi y Po, y una relación de 1/1 resulta en 0 dB.
 Si la señal recibida es la mitad de la señal enviada la atenuaciónSi la señal recibida es la mitad de la señal enviada la atenuación
es de –6 dB.es de –6 dB.
 En el caso de ser una cuarta parte la atenuación es –12 dB, etc.En el caso de ser una cuarta parte la atenuación es –12 dB, etc.
 Por ejemplo si la señal recibida es sólo 1/10 de la señal original,Por ejemplo si la señal recibida es sólo 1/10 de la señal original,
la perdida es de – 20 dB.la perdida es de – 20 dB.
 Este significa que si la señal enviada es de 1 V, la recibida seráEste significa que si la señal enviada es de 1 V, la recibida será
de 0,1 V.de 0,1 V.

Los decibeles son usados comúnmente porque:
 La potencia de la señal muy a menudo decae
logarítmicamente.
 Pérdidas y ganancias en cascada pueden ser
calculadas con simple s adiciones y sustracciones.

Ejemplo 1Ejemplo 1
Imagínese una señal viajando a través de un medio de transmisión y
su potencia se reduce a la mitad . Esto significa que P2 = 1/2 P1. La
atenuación ( pérdida de energía ) puede ser calculada como:
SoluciónSolución
10 log10 log1010 (P2/P1) = 10 log(P2/P1) = 10 log1010 (0.5P1/P1)(0.5P1/P1)
= 10 log= 10 log1010 (0.5)(0.5)
= 10(–0.3) = –3 dB= 10(–0.3) = –3 dB

Ejemplo 2Ejemplo 2
Imagine una señal que atravieza un amplificador y su
potencia es aumentada diez veces. Esto significa que P2
= 10 *P1. En este caso, la amplificación (ganancia de
potencia) puede ser calcualda como:
10 log10 log1010 (P2/P1) = 10 log(P2/P1) = 10 log1010 (10P1/P1)(10P1/P1)
= 10 log= 10 log1010 (10) = 10 (1) = 10 dB(10) = 10 (1) = 10 dB

dB = –3 + 7 – 3 = +1
En la figura una señal viaja a lo largo de una distancia del punto 1 al punto 4. La señal
es atenuada en lo que alcanca el punto 2. Entre el punto 2 y 3, la señal es amplificada.
De nuevo, entre el punto 3 y 4, la señal es atenuada . Podemos encontrar los
decibeles resultantes para la señal solo con sumar los decibeles medidos entre cada
conjunto de puntos
Ejemplo 3Ejemplo 3

 Un canal de transmisión entre 2 DTE´s consta de 3 secciones. LaUn canal de transmisión entre 2 DTE´s consta de 3 secciones. La
primera introduce una atenuación de 16 dB, la segunda unaprimera introduce una atenuación de 16 dB, la segunda una
amplificación de 20 dB y la tercera una atenuación de 10 dB.amplificación de 20 dB y la tercera una atenuación de 10 dB.
 Si suponemos un nivel medio de potencia transmitida de 400 mW,Si suponemos un nivel medio de potencia transmitida de 400 mW,
calcule el nivel de potencia de salida medio del canal.calcule el nivel de potencia de salida medio del canal.
DTE -16 dB -10 dB DTE
400 mW ¿Qué potencia llega?
20dB
repetidor
Ejemplo 4Ejemplo 4

DISTORSIÓN DE ATENUACIÓNDISTORSIÓN DE ATENUACIÓN
 La atenuación de la señal aumenta con laLa atenuación de la señal aumenta con la
frecuencia y como una señal esta compuestafrecuencia y como una señal esta compuesta
de una gama de frecuencias , ésto producede una gama de frecuencias , ésto produce
una distorsión en la señal.una distorsión en la señal.
 Para resolver ésto se diseñan losPara resolver ésto se diseñan los
amplificadores de modo que amplifiquen lasamplificadores de modo que amplifiquen las
distintas frecuencias que componen la señaldistintas frecuencias que componen la señal
en grados diferentes .en grados diferentes .
 También se pueden usarTambién se pueden usar EQUALIZADORESEQUALIZADORES
para igualar la atenuación dentro de unapara igualar la atenuación dentro de una
banda de frecuencias definidas.banda de frecuencias definidas.

Distorsión de atenuaciónDistorsión de atenuación

Distorsión de Retardo
Debido a la velocidad de propagación, que varía con
la frecuencia, las varias componentes de frecuencias
de una señal llegan al receptor en diferentes
tiempos.
En particular es crítico para datos digitales, porque las
componentes de la señal de las posiciones Critical in particular for
digital data, because signal components of bit positions spill into
other bit positions, and so limiting the allowed rate of transmission.

Comunicación de DatosComunicación de Datos
Ruido es:Ruido es:
Una señal indeseable que se insertan enUna señal indeseable que se insertan en
algún punto entre el emisor y receptor yalgún punto entre el emisor y receptor y
que tiene un efecto directo en lasque tiene un efecto directo en las
prestaciones de un sistema deprestaciones de un sistema de
comunicación.comunicación.
Transmisor
Receptor
Medio de comunicaciónMedio de comunicación
Ruido
El RUIDOEl RUIDO

El RUIDOEl RUIDO
És la relación entre la potencia media de unaÉs la relación entre la potencia media de una
señal “ S”, y la potencia del nivel de ruido “N”señal “ S”, y la potencia del nivel de ruido “N”
generalmente expresada en dB.generalmente expresada en dB.
SNR = 10 log (S/N) dBSNR = 10 log (S/N) dB
S
N
RAZÓN DE SEÑAL A RUIDO

 Térmico o BlancoTérmico o Blanco
 IntermodulaciónIntermodulación
 Diafonía (Crosstalk)Diafonía (Crosstalk)
 impulsivoimpulsivo
Tipos de Ruido
El RUIDOEl RUIDO

Se debe a la agitación Térmica deSe debe a la agitación Térmica de
los electrones asociados a loslos electrones asociados a los
átomos del material del dispositivo oátomos del material del dispositivo o
a la línea de transmisión.a la línea de transmisión.
El RUIDOEl RUIDO
RUIDO TÉRMICO

Frecuencia
A
El Ruido Blanco no se puede eliminar
También se le llama Ruido Blanco porque tiene
componente de frecuencia aleatoria a todo lo
ancho del espectro de frecuencias, cuya amplitud
varía continuamente
El RUIDOEl RUIDO
RUIDO TÉRMICO

El RUIDOEl RUIDO
RUIDO TÉRMICO
La cantidad de ruido térmico en un anchoLa cantidad de ruido térmico en un ancho
de banda de 1Hz en cualquier conductorde banda de 1Hz en cualquier conductor
es:es:
No=KT( W/Hz)No=KT( W/Hz)
Donde:Donde:
No = densisdad de potencia del ruido, en watts /No = densisdad de potencia del ruido, en watts /
1Hz1Hz
K = constante de Boltzman = 1.3803x10 J/K°K = constante de Boltzman = 1.3803x10 J/K°
T = temperatura absoluta en grados KelvinT = temperatura absoluta en grados Kelvin
-23

El RUIDOEl RUIDO
RUIDO TÉRMICO
El ruido térmico presente en un ancho de banda “ B” es:El ruido térmico presente en un ancho de banda “ B” es:
N = KTBN = KTB
Expresado en dB sería:Expresado en dB sería:
10 log N = 10 log K+ 10 log T +10 log B10 log N = 10 log K+ 10 log T +10 log B
Donde:Donde:
10 log K = -228.6 dB10 log K = -228.6 dB
T en °K=°C+273.15T en °K=°C+273.15

El RUIDOEl RUIDO
RUIDO TÉRMICO
Ejemplo:Ejemplo:
¿Cuál sería el ruido térmico presente en un¿Cuál sería el ruido térmico presente en un
conductor, a temperatura ambiente de 17 °C ?conductor, a temperatura ambiente de 17 °C ?
T= 17°C + 273.15= 290.15 °KT= 17°C + 273.15= 290.15 °K
La densidad de potencia del ruido térmico No es :La densidad de potencia del ruido térmico No es :
No=KT= 1.383x10 J/°K x 290.15 °K=4X10 W/Hz=No=KT= 1.383x10 J/°K x 290.15 °K=4X10 W/Hz=
-204 dB-204 dB

Se debe al acoplamiento eléctrico no deseado entreSe debe al acoplamiento eléctrico no deseado entre
líneas adyacenteslíneas adyacentes o cuando antenas de microondaso cuando antenas de microondas
captan señales no deseadascaptan señales no deseadas
Es del mismo orden de magnitud que el ruido térmicoEs del mismo orden de magnitud que el ruido térmico
El RUIDOEl RUIDO
DIAFONÍA O CROSSTALK

El RUIDOEl RUIDO
DIAFONÍA O CROSSTALK
Autodiafonía, Diafonía de extremo cercano o NEXTAutodiafonía, Diafonía de extremo cercano o NEXT
TRANSMISOR
RECEPTOR
Potencia transmitida
Potencia recibida
Equipo de comunicación

El RUIDOEl RUIDO
Intermodulación:
 Esta clase de ruido aparece cuando elEsta clase de ruido aparece cuando el
sistema de transmisión es no lineal, lo quesistema de transmisión es no lineal, lo que
provocará la aparición de nuevas frecuencias.provocará la aparición de nuevas frecuencias.
 Las nuevas frecuencias se suman o restanLas nuevas frecuencias se suman o restan
con las originales dando lugar a componentescon las originales dando lugar a componentes
de frecuencias que antes no existían y quede frecuencias que antes no existían y que
distorsionan la verdadera señal.distorsionan la verdadera señal.

Hasta ahora los tres tipos de ruido que habíamos visto eran
predecibles y se podían modelar. Sin embargo este último tipo
no es así, se trata de un rumor continúo formado por picos
irregulares de una cierta duración que afectan notablemente a la
señal.

El RUIDOEl RUIDO
Impulsivo:
En comunicaciones analógicas este ruido provoca
chasquidos breves; en medios de transmisión digital este
ruido transforma ráfagas de bits que pierden toda la
información que transportaban.

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