Sistema de Comunicaciones II

1. UNIVERSIDAD FERMÍN TORO
VICERECTORADO ACADÉMICO
DECANATO DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
Modulación digital de
señales analógicas
Carlos Toth
C.I 25.190.164
SAIA A

2. Introducción
Una señal analógica puede ser digitalizada y estructurada, mediante diferentes métodos de
modulación para la realización de la conmutación y transmisión digital. Entre dichos métodos se
comprenden la modulación de amplitud de pulso (PAM) y la modulación de codificación de pulsos
(PCM), las cuales llevan una señal analógica a digital que es muestreada y su respectivo caso
codificada. Mayor información concerniente a esto y a los diferentes medios de transmisión y
conmutación de información son expuestos en la presente presentación.

3. Modulación PAM
La modulación por amplitud de pulso se define como la multiplicación de una señal f(t)
por un tren de pulsos periódicos p(t). Al muestrear una señal analógica se obtendrá
valores discretos a intervalos específicos, en función de la amplitud de la señal f(t). En
este tipo de modulación la variación esta en el tren de pulsos, ya sea su amplitud,
duración o posición. Este tipo de modulación es muy similar a la modulación AM,
solamente que ahora la información es digital.

4. Modulación PAM
Diagrama de un generador de señales PAM
La modulación PAM se utiliza como forma intermedia en modulación PSK,
PCM y QAM. Aunque casi nunca se utiliza por si misma.
Este tipo de modulación aun puede ser visto en el protocolo Ethernet
(IEEE 802.3) en sus versiones de fastethernet(100mbps) usando una
modulación de 3 niveles 3-PAM y en gigatbitethernet(1000mbps) usando
una modulación de 5 niveles 5-PAM

5. Modulación PAM
 Tipos de modulación PAM:
PAM de muestreo natural, contienen un pulso de ancho corto y
amplitud variable. Estas son mas fáciles de generar y mas fáciles
de usar en diferentes aplicaciones
PAM de muestreo instantáneo que producen un pulso de cresta
plana, estas son mas útiles para la conversión en PCM

6.  Ventajas de la modulación PAM
Si la duración del pulso es pequeña, la energía
requerida para transmitir los pulso es mucho
menor que la requerida para transmitir una señal
analógica
El intervalo de tiempo entre los pulsos PAM
permite la transmisión de otros mensajes en el
mismo canal, haciendo uso del Time Division
Multiplexing (TDM)
 Desventajas de la modulación PAM
Requiere un mayor ancho de banda que una
señal analógica
Es sensible al ruido en forma similar a las señales
AM
Modulación PAM

7. Modulación PCM
La modulación por codificación de pulso de define como una señal analógica muestreada
convertida en un número binario en serie de longitud fija para su transmisión. El proceso
consiste en muestrear, cuantizar y codificar para luego transmitir en banda base la señal
obtenida. También puede ser definido este proceso como una forma de codificación de
fuente. Las técnicas PAM y PWM son digitales pero casi nunca binarias, ya que un solo
pulso no representa un bit. Es básicamente el método mas usado de las modulaciones de
pulso.

8. Modulación PCM
Diagrama de un transmisor de señales PAM
Para llevar una señal a analógica a digital mediante PCM, el muestreo la convierte primero
en unas señal PAM y la cuantificación redondea el valor de la amplitud a aun número
permisible mas cercano en el intervalo de (0, 2^n) y luego lo codifica en un cierto numero de
bits. En el cuantificado la señal se divide en un determinado numero de niveles, los cuales
son:
8 bits para señales de Voz
16 bits para música de alta fidelidad

9. Modulación PCM
La señal analógica en el receptor difiere de la original por las siguientes razones:
El proceso de cuantificación introduce algunos errores durante la reproducción final de la
señal, debido a la conversión A/D la diferencia entre los niveles de las muestras son alterados,
a esto se le conoce como ruido de cuantificación.
Este se puede reducir disminuyendo la separación de niveles, aumentando el numero de
niveles M empleados.
El ruido de decodificación es provocado por el ruido aditivo, el cual se crea por el error de
detección de símbolos en el destino. Creando un error en la amplitud de la señal reconstruida
en el destino.

10. Modulación PCM
 Ventajas de la modulación PCM:
Robustez ante los ruidos del canal de comunicaciones.
Permite la encriptación para una transmisión segura.
Formato uniforme de transmisión para diferentes clases de señales en banda base, permitiendo
TDM.
 Desventajas de la modulación PCM:
Mayor ancho de banda necesario.
Mayor costo y complejidad del sistema.
Ruido por conversión A/D.

11. Conmutación Espacial
Son los encargados de establecer la conexión entre líneas de entrada y de salida
asociando un camino físico independiente dentro de la red de conexión. Esta consiste en
la asignación de unos pocos caminos entre muchos usuarios, compartiendo unos pocos
espacios físicos para que la comunicación fluya, usando las técnica de modulación PCM y
el TDM aprovechando el canal asignado enviando información de varios canales sobre el
mismo enlace físico.

12.  Conmutadores Monoetapa:
Un ejemplo es la matriz rectangular NxM . Donde N son las entradas y M las
salidas. Este tipo de conmutador conecta cualquiera de las entradas a cualquiera
salidas. Este tipo es aplicado en concentradores remotos, distribuidores de
llamadas o en parte de una PBX. Esta provee accesibilidad de cualquier entrada a
cualquier salida y es de fácil expansión. Si se quiere controlar la distribución de
entradas y salidas se usa técnica de Gradding.
 Conmutadores Multietapa:
Están constituidos por un conjunto de conmutadores espaciales monoetapa
conectados entre si, las diferentes etapas conectadas entre si generan varios
caminos alternativos. Esto ofrece bloqueo, ya que desde cualquier entrada se
puede acceder a cualquier salida.

13. Conmutación Temporal
Este se basa en el TDM y consiste en el almacenamiento del contenido de un canal en
una memoria por un lapso de tiempo menor que el tiempo de una trama, cambiando el
contenido de un canal de una trama entrante a un canal cualquiera de la trama saliente.
Las etapas creadas por estos conmutadores se le conocen como etapas temporales o
etapa T.

14. Conmutación Temporal
El conmutador temporal esta compuesto por:
• La memoria de datos almacena la información de la trama entrante.
• La memoria de control gestiona la información de salida y como se intercambian
los canales.
• El contador escribe y lee los datos en las memorias.

15. Conclusión
Los métodos de modulación comprenden técnicas diferentes en cada caso
para un fin común, donde procedimiento básico es el muestreo y
codificación de una señal analógica. En el caso de la modulación PAM se
utiliza como forma intermedia en modulación PSK, PCM y QAM debido a sus
características, aunque casi nunca se utiliza por sí misma; en el caso de la
modulación PCM, se obtiene un codificación binaria, a diferencia de la PAM
que casi nunca son binarias, y este es básicamente el método de
modulaciones de pulso más usado.
Entre los tipos de conmutación, la Espacial se encarga de establecer una
conexión entre líneas de entrada y de salida asociando un camino físico
independiente dentro de la red de conexión, donde es usada la técnica de
modulación PCM, estas pueden ser monoetapa y multietapa; y la Temporal
consiste en el almacenamiento temporal del contenido de un canal de una
trama entrante en una memoria, cambiando este a un canal cualquiera de
la trama saliente.

16. Referencias
 Universidad de la República, Ernesto López (Julio de 2016). Modulación por codificación de
pulsos.
Enlace:https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=12&ved=2ah
UKEwjvroKFmNnjAhU3ILkGHYtgDAoQFjALegQICRAC&url=https%3A%2F%2Feva.udelar.edu.uy
%2Fmod%2Fresource%2Fview.php%3Fid%3D278856&usg=AOvVaw2Q9GBJ-rRup-71uXxYapnV
 EcuRed (Junio del 2012). Modulación por amplitud de pulsos.
Enlace:https://www.ecured.cu/Modulaci%C3%B3n_por_amplitud_de_pulsos
 Wikipedia (Octubre 2016). Modulación por amplitud de pulsos.
Enlace:https://es.wikipedia.org/wiki/Modulaci%C3%B3n_por_amplitud_de_pulsos
 Universidad Nacinal de Tocumán (Noviembre de 2018). Modulaciones Especiales.
Enlace:https://catedras.facet.unt.edu.ar/e3/wp-content/uploads/sites/122/2017/08/15-
Modulaciones-Especiales.pdf
 Wayne Tomasi (2003). Sistemas de Comunicaciones Electrónicas.
Enlace:https://books.google.com.uy/books?id=_2HCio8aZiQC&lpg=PP1&pg=PP1#v=onepage&
q&f=false

17.  ShaldowCat Blog (Marzo de 2011). Conmutación Espacial y Temporal.
Enlace: http://shaldowcat.blogspot.com/2011/03/v-behaviorurldefaultvmlo.html
 Universidad Politecnica de Valencia (Noviembre de 2014). Conmutación Espacial
Monoetapa.
Enlace: https://www.youtube.com/watch?v=KS_8B4RmBmA
 Universidad Politecnica de Valencia (Noviembre de 2014). Conmutación Espacial
Multietapa.
Enlace: https://www.youtube.com/watch?v=7aMoFhlvToo