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Ministerio del Poder Popular Para la Educación Superior.
Instituto Politécnico “Santiago Mariño”.
Escuela de Ingeniería Eléctrica.
Maturín, Estado Monagas.
Sistema de comunicaciones.
Autora:
Gabriela, Arismendi. C.I:23.605412.
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1.- Antecedentes históricos de las comunicaciones:
El primer gran paso en la Historia de la comunicación fue el desarrollo de
la telegrafía, en el siglo XIX, un sistema de transmisión de mensajes a larga
distancia, a través de una radio. Su inventor fue Samuel Morse, inventor del
código mediante el que se escribían los mensajes, impulsos cortos y largos que
representaban las letras. Aunque el invento funcionaba, tenía un problema
que costó resolver. El telégrafo no permitía la comunicación entre territorios
que estuvieran separados por el océano, ya que el cable se alteraba mucho al
estar sumergido, a pesar de estar aislado. Finalmente, en 1853 se consiguió un
cable perfectamente aislado que no sufría cambios al sumergirse. Primero se
consiguió la comunicación a través del Mediterráneo, y posteriormente, del
océano Atlántico.
Inventado en el siglo XIX por Alexander Graham Bell (a pesar de que la
idea no fue suya), fue una revolución total. El teléfono consistía en un disco que
vibraba con la voz, haciendo así que los sonidos se pudieran transmitir a larga
distancia, abriendo y cerrando un circuito eléctrico. En el desarrollo del teléfono
fue muy importante la labor de Thomas Alva Edison, que ideó sistemas que
permitieron que la trasmisión tuviese mejor calidad y timbre.
Algunas de las mejoras que se produjeron para que el teléfono llegase a
ser tal y como lo conocemos hoy fueron:
 Creación del tablero de distribución, para conectar los teléfonos.
 Proceso de endurecimiento del cobre, con lo que se mejoró al transmisión.
 Uso del cable coaxial, que no alteraba la comunicación en los circuitos.
 El uso de microondas para la transmisión de señales.
 Investigación de la fibra óptica.
 Es un medio de comunicación que se basa en el envío de señales de audio
mediante ondas de radio.
 Es difícil de atribuir la invención de la radio a una única persona.
 La Nochebuena de 1906 tuvo lugar la primera radiodifusión de audio de la
historia.
 Desde que Marconi obtuviese la primera patente del mundo sobre la radio
han sido muchos los avances que se han llevado a cabo.
En la historia reciente de la radio:
 Han aparecido las radios de baja potencia.
 Hoy en día muchas de las grandes emisoras de radio emiten sus
programas por Internet, esto ha conllevado que su rivalidad con la
televisión aumente.
La televisión es relativamente moderna. No se consideró la idea de televisión
hasta el siglo XX, a pesar de que algunos de sus sistemas estuviesen basados
en el telescopio de Galileo. Algunos datos:
 La primera emisión de la televisión fue en 1927 en la cadena BBC, en
Inglaterra.
 La primera emisión de cara al público se hizo en 1936 en Estados
Unidos.
 En 1937 se empezó a emitir regularmente.
En la actualidad algunas de las mejoras son:
 Aparición de la televisión en color, a finales de la década de los
cincuenta.
 Alta definición HD, que permite tener una visión mucho más clara y
nítida de la imagen.
 La difusión analógica(terrestre, por cable y por satélite).
 El paso de televisión analógica a digital.
 La televisión 3D (recurso más utilizado en el cine).
Sin duda alguna el más importante avance fue el Internet el cual es un conjunto
descentralizado de redes de comunicación interconectadas que utilizan
protocolos.
 Nació en los años setenta con el proyecto ARPANET, en Estados
Unidos, con fines militares.
 Su sistema más usado es el WWW (World Wide Web).
 Entre sus funciones destacan el correo electrónico, los chats y la
búsqueda de información global.
Actualmente es la herramienta más utilizada para la comunicación a distancia,
investigación, trabajos y estudios on-line.
Fig:Evolución de la comunicación.
2.- Elementos básicos de la comunicación y configuración de un sistema
de comunicaciones:
 Comunicador: es el remitente, el altavoz, emisor o escritor, que tiene la
intención de expresar o transmitir un mensaje.
 Receptor: es el receptor del mensaje para los cuales se entiende la
comunicación: El recibe la información, el orden o mensaje.
 Mensaje: que también se conoce como la materia de este proceso, es
decir, el contenido de la carta, el habla, el orden, la información, idea o
sugerencia.
 Canal: canal de comunicación o los medios de comunicación a través de
la que el remitente pasa la información y la comprensión en el receptor.
Actúa como una conexión entre el comunicador y el , es decir, los
niveles de comunicación o relaciones que existen entre diferentes
personas o departamentos de una organización.
 La Fuente o idea de origen: es el proceso por el cual una formula una
idea de comunicar a la otra parte. Este proceso puede verse influida por
estímulos externos, tales como libros o la radio, o puede ocurrir
internamente pensando en un tema en particular. La idea de origen es la
base para la comunicación.
 La codificación: es cómo se transmite el mensaje a otra persona. El
mensaje es convertido a una forma adecuada para la transmisión. El
medio de transmisión determinará la forma de la comunicación.
Por ejemplo, el mensaje tendrá una forma diferente si la comunicación
es hablada o escrita.
 La decodificación: es el proceso en el que se interpreta el mensaje de
su contenido. También significa que el receptor piensa en el contenido
del mensaje e interioriza el mensaje. Este paso del proceso es donde el
receptor compara el mensaje a experiencias previas o estímulos
externos.
 La retroalimentación: es el paso final en el proceso de comunicación.
Este paso transmite al transmisor que el mensaje se entiende por el
receptor. Los formatos receptor una respuesta adecuada a la primera
comunicación basándose en el canal y la envía al transmisor del
mensaje original.
3.-Topologías de los sistemas unidireccionales y bidireccionales:
Los sistemas de transmisión unidireccionales necesitan utilizar dos fibras, una
para el canal de subida y otra para el canal de bajada. Por lo contrario, los
sistemas bidireccionales disponen solo de una fibra para ambos canales, de
subida y de bajada.
Para el transporte de la información en los sistemas unidireccionales se
dispone de una capacidad de W canales (longitudes de onda) para cada cable
de fibra óptica (W para el enlace ascendente y W para el enlace descendente).
Mientras que en las redes bidireccionales se tiene una capacidad total de W
canales, es decir W/2 canales para la subida de datos y W/2 para la bajada.
* Desde el punto de vista de la eficiencia, los unidireccionales son
claramente superiores las redes bidireccionales, ya que tienen el doble de
canales que los bidireccionales.
* La amplificación resulta más sencilla en los sistemas unidireccionales,
pero tanto la ganancia como el nivel de potencia que se obtienen a la salida
son mejores en los sistemas bidireccionales.
* Los sistemas bidireccionales requieren una banda de guarda entre
canales para evitar las interferencias.
Para conseguir una red eficiente y proporcionar un buen servicio a los
usuarios la arquitectura de la red debe ser lo más sencilla posible, con el fin de
minimizar los costes de su despliegue y mantenimiento. Esto quiere decir que
siempre trataremos de utilizar los sistemas pasivos, ya que no es necesario
invertir tanto dinero en estos.
A continuación se van a describir las distintas configuraciones de las
redes FTTH.
Configuración punto a punto:
Estos tipos de arquitecturas
consisten, básicamente, en un enlace
entre el OLT y los ONT mediante unos
cables de fibra óptica. No se trata de un
sistema demasiado utilizado en las
arquitecturas de fibra hasta el hogar
debido a su elevado coste. El precio de la
implantación de estas redes aumenta con
el número de usuarios (ONT) abonados (llevar un tramo de fibra hasta cada
casa y mantenerlo). Este servicio es contratado, normalmente por empresas
que necesitan un enlace entre distintas sucursales y requieren un servicio de
telecomunicaciones, ya sea voz o datos, con una determinada capacidad.
Configuración punto a multipunto:
Tal y como se ha indicado previamente, en las redes FTTH se pretende
conseguir estructuras sencillas y con bajos costes, y según hemos visto en el
apartado anterior, las configuraciones punto a punto no cumplen los requisitos.
Es por ello, por lo que en la tecnología FTTH se utiliza la configuración punto a
multipunto, comúnmente llamada PON (Passive Optical Network) o Red Óptica
Pasiva. Las redes PON constan de los siguientes elementos: OLT, ONT, ODN
y divisores ópticos.
El objetivo de esta arquitectura es reducir el precio de la red mediante el
uso de elementos pasivos sencillos, repartiendo los costes entre varios
segmentos de la red. Así pues, los usuarios comparten un mismo cable de fibra
que llega hasta el splitter, donde la señal es distribuida hacia sus respectivos
destinos.
Arquitectura en estrella o en árbol:
Este tipo de arquitectura es el más utilizado
en las redes FTTH debido a su bajo coste y a su
gran eficiencia. Su estructura consiste en la
interconexión del nodo central con un divisor
óptico mediante tan solo un tramo de fibra. El
divisor es el dispositivo pasivo que se encarga de
repartir la señal, enviándola a sus destinatarios.
Este divisor requiere unas funciones especiales
para la privacidad y seguridad. Para poder realizar las tareas de conmutación
en el divisor se asignan unos intervalos de tiempo específicos para los ONTs,
basándose en la demanda de ancho de banda de cada uno de estos. En el
canal ascendente se utiliza algún protocolo de acceso múltiple, normalmente
multiplexación por división en el tiempo (TDM).
La topología en estrella es atractiva debido a la facilidad con la que se
puede modificar la red. Es decir, si aumenta el número de usuarios la red en
estrella puede dividirse en varias subredes, demostrando de esta manera la
flexibilidad de la arquitectura.
Arquitectura en bus:
En esta arquitectura, el nodo central está
conectado a otros nodos mediante un enlace
común, que comparten todos los nodos (ONTs)
de la red. Esta red posee dos direcciones: una
de izquierda hacia la derecha, donde los nodos insertan tráfico, y otra de
derecha hacia la izquierda, donde los nodos solo tienen dos funciones: leer o
leer y eliminar el tráfico.
Evidentemente, el gran inconveniente de estos sistemas es la fiabilidad
de la transmisión. La ruptura del enlace de fibra en un punto determinado del
circuito deja sin comunicación a todos los usuarios situados en el tramo
posterior a la rotura del cable.
Arquitectura en anillo:
La arquitectura del tipo anillo consiste en un
enlace común para todos los nodos en forma del
anillo,. Las topologías en anillo son atractivas por
su robustez y son la base de muchas arquitecturas
LAN y MAN para conseguir una comunicación
fiable.
Los anillos son capaces de recuperar la comunicación después de un
fallo utilizando dos técnicas de protección: la protección de ruta y el
enlace/nodo de recuperación. La primera consiste en reenviar el tráfico desde
el OLT en el sentido contrario al sentido anterior. La segunda técnica es similar,
pero en este caso el tráfico se re direcciona en el nodo/enlace donde se ha
producido la rotura.

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Comunicaciones

  • 1. República Bolivariana de Venezuela. Ministerio del Poder Popular Para la Educación Superior. Instituto Politécnico “Santiago Mariño”. Escuela de Ingeniería Eléctrica. Maturín, Estado Monagas. Sistema de comunicaciones. Autora: Gabriela, Arismendi. C.I:23.605412. Maturín, Enero 2017.
  • 2. 1.- Antecedentes históricos de las comunicaciones: El primer gran paso en la Historia de la comunicación fue el desarrollo de la telegrafía, en el siglo XIX, un sistema de transmisión de mensajes a larga distancia, a través de una radio. Su inventor fue Samuel Morse, inventor del código mediante el que se escribían los mensajes, impulsos cortos y largos que representaban las letras. Aunque el invento funcionaba, tenía un problema que costó resolver. El telégrafo no permitía la comunicación entre territorios que estuvieran separados por el océano, ya que el cable se alteraba mucho al estar sumergido, a pesar de estar aislado. Finalmente, en 1853 se consiguió un cable perfectamente aislado que no sufría cambios al sumergirse. Primero se consiguió la comunicación a través del Mediterráneo, y posteriormente, del océano Atlántico. Inventado en el siglo XIX por Alexander Graham Bell (a pesar de que la idea no fue suya), fue una revolución total. El teléfono consistía en un disco que vibraba con la voz, haciendo así que los sonidos se pudieran transmitir a larga distancia, abriendo y cerrando un circuito eléctrico. En el desarrollo del teléfono fue muy importante la labor de Thomas Alva Edison, que ideó sistemas que permitieron que la trasmisión tuviese mejor calidad y timbre. Algunas de las mejoras que se produjeron para que el teléfono llegase a ser tal y como lo conocemos hoy fueron:  Creación del tablero de distribución, para conectar los teléfonos.  Proceso de endurecimiento del cobre, con lo que se mejoró al transmisión.  Uso del cable coaxial, que no alteraba la comunicación en los circuitos.  El uso de microondas para la transmisión de señales.  Investigación de la fibra óptica.  Es un medio de comunicación que se basa en el envío de señales de audio mediante ondas de radio.  Es difícil de atribuir la invención de la radio a una única persona.  La Nochebuena de 1906 tuvo lugar la primera radiodifusión de audio de la historia.  Desde que Marconi obtuviese la primera patente del mundo sobre la radio han sido muchos los avances que se han llevado a cabo. En la historia reciente de la radio:  Han aparecido las radios de baja potencia.  Hoy en día muchas de las grandes emisoras de radio emiten sus programas por Internet, esto ha conllevado que su rivalidad con la televisión aumente.
  • 3. La televisión es relativamente moderna. No se consideró la idea de televisión hasta el siglo XX, a pesar de que algunos de sus sistemas estuviesen basados en el telescopio de Galileo. Algunos datos:  La primera emisión de la televisión fue en 1927 en la cadena BBC, en Inglaterra.  La primera emisión de cara al público se hizo en 1936 en Estados Unidos.  En 1937 se empezó a emitir regularmente. En la actualidad algunas de las mejoras son:  Aparición de la televisión en color, a finales de la década de los cincuenta.  Alta definición HD, que permite tener una visión mucho más clara y nítida de la imagen.  La difusión analógica(terrestre, por cable y por satélite).  El paso de televisión analógica a digital.  La televisión 3D (recurso más utilizado en el cine). Sin duda alguna el más importante avance fue el Internet el cual es un conjunto descentralizado de redes de comunicación interconectadas que utilizan protocolos.  Nació en los años setenta con el proyecto ARPANET, en Estados Unidos, con fines militares.  Su sistema más usado es el WWW (World Wide Web).  Entre sus funciones destacan el correo electrónico, los chats y la búsqueda de información global. Actualmente es la herramienta más utilizada para la comunicación a distancia, investigación, trabajos y estudios on-line. Fig:Evolución de la comunicación. 2.- Elementos básicos de la comunicación y configuración de un sistema de comunicaciones:  Comunicador: es el remitente, el altavoz, emisor o escritor, que tiene la intención de expresar o transmitir un mensaje.
  • 4.  Receptor: es el receptor del mensaje para los cuales se entiende la comunicación: El recibe la información, el orden o mensaje.  Mensaje: que también se conoce como la materia de este proceso, es decir, el contenido de la carta, el habla, el orden, la información, idea o sugerencia.  Canal: canal de comunicación o los medios de comunicación a través de la que el remitente pasa la información y la comprensión en el receptor. Actúa como una conexión entre el comunicador y el , es decir, los niveles de comunicación o relaciones que existen entre diferentes personas o departamentos de una organización.  La Fuente o idea de origen: es el proceso por el cual una formula una idea de comunicar a la otra parte. Este proceso puede verse influida por estímulos externos, tales como libros o la radio, o puede ocurrir internamente pensando en un tema en particular. La idea de origen es la base para la comunicación.  La codificación: es cómo se transmite el mensaje a otra persona. El mensaje es convertido a una forma adecuada para la transmisión. El medio de transmisión determinará la forma de la comunicación. Por ejemplo, el mensaje tendrá una forma diferente si la comunicación es hablada o escrita.  La decodificación: es el proceso en el que se interpreta el mensaje de su contenido. También significa que el receptor piensa en el contenido del mensaje e interioriza el mensaje. Este paso del proceso es donde el receptor compara el mensaje a experiencias previas o estímulos externos.  La retroalimentación: es el paso final en el proceso de comunicación. Este paso transmite al transmisor que el mensaje se entiende por el receptor. Los formatos receptor una respuesta adecuada a la primera comunicación basándose en el canal y la envía al transmisor del mensaje original. 3.-Topologías de los sistemas unidireccionales y bidireccionales: Los sistemas de transmisión unidireccionales necesitan utilizar dos fibras, una para el canal de subida y otra para el canal de bajada. Por lo contrario, los sistemas bidireccionales disponen solo de una fibra para ambos canales, de subida y de bajada.
  • 5. Para el transporte de la información en los sistemas unidireccionales se dispone de una capacidad de W canales (longitudes de onda) para cada cable de fibra óptica (W para el enlace ascendente y W para el enlace descendente). Mientras que en las redes bidireccionales se tiene una capacidad total de W canales, es decir W/2 canales para la subida de datos y W/2 para la bajada. * Desde el punto de vista de la eficiencia, los unidireccionales son claramente superiores las redes bidireccionales, ya que tienen el doble de canales que los bidireccionales. * La amplificación resulta más sencilla en los sistemas unidireccionales, pero tanto la ganancia como el nivel de potencia que se obtienen a la salida son mejores en los sistemas bidireccionales. * Los sistemas bidireccionales requieren una banda de guarda entre canales para evitar las interferencias. Para conseguir una red eficiente y proporcionar un buen servicio a los usuarios la arquitectura de la red debe ser lo más sencilla posible, con el fin de minimizar los costes de su despliegue y mantenimiento. Esto quiere decir que siempre trataremos de utilizar los sistemas pasivos, ya que no es necesario invertir tanto dinero en estos. A continuación se van a describir las distintas configuraciones de las redes FTTH. Configuración punto a punto: Estos tipos de arquitecturas consisten, básicamente, en un enlace entre el OLT y los ONT mediante unos cables de fibra óptica. No se trata de un sistema demasiado utilizado en las arquitecturas de fibra hasta el hogar debido a su elevado coste. El precio de la implantación de estas redes aumenta con el número de usuarios (ONT) abonados (llevar un tramo de fibra hasta cada casa y mantenerlo). Este servicio es contratado, normalmente por empresas
  • 6. que necesitan un enlace entre distintas sucursales y requieren un servicio de telecomunicaciones, ya sea voz o datos, con una determinada capacidad. Configuración punto a multipunto: Tal y como se ha indicado previamente, en las redes FTTH se pretende conseguir estructuras sencillas y con bajos costes, y según hemos visto en el apartado anterior, las configuraciones punto a punto no cumplen los requisitos. Es por ello, por lo que en la tecnología FTTH se utiliza la configuración punto a multipunto, comúnmente llamada PON (Passive Optical Network) o Red Óptica Pasiva. Las redes PON constan de los siguientes elementos: OLT, ONT, ODN y divisores ópticos. El objetivo de esta arquitectura es reducir el precio de la red mediante el uso de elementos pasivos sencillos, repartiendo los costes entre varios segmentos de la red. Así pues, los usuarios comparten un mismo cable de fibra que llega hasta el splitter, donde la señal es distribuida hacia sus respectivos destinos. Arquitectura en estrella o en árbol: Este tipo de arquitectura es el más utilizado en las redes FTTH debido a su bajo coste y a su gran eficiencia. Su estructura consiste en la interconexión del nodo central con un divisor óptico mediante tan solo un tramo de fibra. El divisor es el dispositivo pasivo que se encarga de repartir la señal, enviándola a sus destinatarios. Este divisor requiere unas funciones especiales para la privacidad y seguridad. Para poder realizar las tareas de conmutación en el divisor se asignan unos intervalos de tiempo específicos para los ONTs, basándose en la demanda de ancho de banda de cada uno de estos. En el canal ascendente se utiliza algún protocolo de acceso múltiple, normalmente multiplexación por división en el tiempo (TDM). La topología en estrella es atractiva debido a la facilidad con la que se puede modificar la red. Es decir, si aumenta el número de usuarios la red en estrella puede dividirse en varias subredes, demostrando de esta manera la flexibilidad de la arquitectura. Arquitectura en bus: En esta arquitectura, el nodo central está conectado a otros nodos mediante un enlace común, que comparten todos los nodos (ONTs) de la red. Esta red posee dos direcciones: una
  • 7. de izquierda hacia la derecha, donde los nodos insertan tráfico, y otra de derecha hacia la izquierda, donde los nodos solo tienen dos funciones: leer o leer y eliminar el tráfico. Evidentemente, el gran inconveniente de estos sistemas es la fiabilidad de la transmisión. La ruptura del enlace de fibra en un punto determinado del circuito deja sin comunicación a todos los usuarios situados en el tramo posterior a la rotura del cable. Arquitectura en anillo: La arquitectura del tipo anillo consiste en un enlace común para todos los nodos en forma del anillo,. Las topologías en anillo son atractivas por su robustez y son la base de muchas arquitecturas LAN y MAN para conseguir una comunicación fiable. Los anillos son capaces de recuperar la comunicación después de un fallo utilizando dos técnicas de protección: la protección de ruta y el enlace/nodo de recuperación. La primera consiste en reenviar el tráfico desde el OLT en el sentido contrario al sentido anterior. La segunda técnica es similar, pero en este caso el tráfico se re direcciona en el nodo/enlace donde se ha producido la rotura.