Este documento introduce conceptos básicos sobre redes de ordenadores. Explica la diferencia entre datos y señales, y describe señales analógicas y digitales. También cubre conceptos como amplitud, frecuencia, periodo, fase y longitud de onda en señales. Por último, introduce modulación de datos, multiplexación y diferentes tipos de modulación como PCM, AM y FM.

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Introducción a las redes de ordenadores
Wilfran Martínez Montero.
Universidad de Cartagena.
Ingeniería de Sistemas.
Concepto de redes
Marzo 2018

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Contenido
Introducción ........................................................................................................................ 3
¿Cuál es la diferencia entre Dato y Señal?.......................................................................... 3
¿Qué se entiende por señalización? .................................................................................... 4
¿Qué es la transmisión de datos y cuál es su clasificación? ............................................... 4
Que son las señales análogas y las señales digitales (características). ............................... 4
Señales Analógicas. ........................................................................................................ 5
Señal Digital.................................................................................................................... 5
En una señal que es la amplitud, la frecuencia, el periodo, la fase y la longitud de onda. . 6
Amplitud ......................................................................................................................... 6
Periodo y frecuencia ....................................................................................................... 7
Unidades del periodo. ................................................................................................. 7
Unidades de frecuencia............................................................................................... 7
Fase ................................................................................................................................. 8
Longitud de onda. ........................................................................................................... 9
Explique que es el espectro y que es el ancho de banda y cuáles son sus características. 10
Espectro de Frecuencia. ................................................................................................ 10
Ancho de Banda............................................................................................................ 10
Explique que es la Modulación y Codificación de Datos (cuáles son los tipos de
Modulación que existen)................................................................................................... 11
Modulación ................................................................................................................... 11
Modulación por Pulsos. ............................................................................................ 12
Modulación por Posición de Pulso (PPM)................................................................ 13
Modulación por Duración de Pulso (PDM).............................................................. 14
Modulación por Pulsos Codificados (PCM)............................................................. 14
Modulación Delta...................................................................................................... 16
Modulación por Onda Continua: .............................................................................. 17
Modulación en Amplitud (AM)................................................................................ 17
Modulación en Frecuencia (FM) .............................................................................. 17
Modulación Digital:.................................................................................................. 18
Que es la Multiplexación y cuáles son las técnicas que existen. ...................................... 20
Tipos de Multiplexacion que existen............................................................................ 20
La multiplexación por división de tiempo o TDM. .................................................. 20
La multiplexación por división de frecuencia o FDM.............................................. 21
La multiplexación por división en código o CDM. .................................................. 21
La multiplexación por división de onda o WDM. .................................................... 22
La multiplexación Estadística, asíncrona o SM........................................................ 22
La multiplexación en los protocolos de la capa de transporte en el modelo OSI ..... 22
Webgrafia.......................................................................................................................... 24

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Introducción
El desarrollo del hombre desde el nivel físico de su evolución, pasando por su
crecimiento en las áreas sociales y científicas hasta llegar a la era moderna se ha visto
apoyado por herramientas que extendieron su funcionalidad y poder como ser viviente.
Sintiéndose consiente de su habilidad creativa, metódicamente
elaboró procedimientos para organizar su conocimiento, sus recursos y manipular su
entorno para su comodidad, impulsando las ciencias y mejorando su nivel de vida a costa
de sacrificar el desarrollo natural de su ambiente, produciendo así todos los adelantos que
un gran sector de la población conoce: automóviles, aeroplanos, trasatlánticos, teléfonos,
televisiones, etc.
En el transcurso de todo este desarrollo, también evolucionó dentro del sector tecnológico
el cómputo electrónico. Este nació con los primeros ordenadores en la década de los años
40, porque la necesidad del momento era extender la rapidez del cerebro humano para
realizar algunos cálculos aritméticos y procedimientos repetitivos.
Este esfuerzo para continuar avanzando, se reflejó en crear unidades de procesamiento
cada vez más veloces, divididas en cuatro generaciones bien definidas: la primera con
tubos al vacío, la segunda con transistores, la tercera con circuitos integrados y la cuarta
con circuitos integrados que permitieron el uso de computadoras personales y el
desarrollo de las redes de datos.
Este último elemento, las redes de ordenadores, consisten en "compartir recursos", y uno
de sus objetivos principales es hacer que todos los programas, datos y hasta los propios
equipos estén disponibles para cualquier usuario que así lo solicite, sin importar la
localización física del recurso y del propio usuario.
¿Cuál es la diferencia entre Dato y Señal?
La diferencia es que los datos transportan información (Entidad que contiene
significado) y las señales codifican la información (Representación eléctrica o
electromagnética de los datos).
La información se transmite en forma de señales electromagnéticas a través de un
medio de transmisión. Tanto si se están recolectando estadísticas numéricas de otras
computadoras, como sí se están enviando gráficos animados desde una estación de diseño

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o haciendo sonar un timbre en un centro de control distante, se está realizando
transmisión de información a través de conexiones de red.
¿Qué se entiende por señalización?
En el contexto telefónico, señalización significa el proceso de generación y
manejo de información e instrucciones necesarias para el establecimiento de conexiones
en los sistemas telefónicos. Es decir, el sistema debe producir, transmitir, recibir,
reconocer e interpretar señales en un proceso cuyo resultado será una conexión específica
a través del sistema de conmutación.
¿Qué es la transmisión de datos y cuál es su clasificación?
La información puede ser voz, imagen, datos numéricos, caracteres o códigos,
cualquier mensaje que sea legible y tenga significado para el usuario destino, tanto si es
humano como si es una máquina. La información se transmite en forma de señales
electromagnéticas a través de un medio de transmisión.
Existen 2 grandes tipos de señales, las análogas y las digitales.
Que son las señales análogas y las señales digitales (características).

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Señales Analógicas.
Una señal analógica es una forma de onda continua que cambia suavemente en el
tiempo. A medida que la onda se mueve de A a B, pasa a través de, e incluye un número
infinito de valores en, su camino.
Generalmente las señales se ilustran imprimiéndolas sobre un par de ejes
perpendiculares. El eje vertical representa el valor o la potencia de la señal. El eje
horizontal representa el paso del tiempo.
La curva que representa una señal analógica es suave y continua, pasando a través
de un número infinito de puntos.
Señal Digital.
Una señal digital es discreta, es decir, solamente puede tener un número de
valores definidos, a menudo tan simples como ceros y unos. La transición entre los
valores de una señal digital es instantánea, como una luz que se enciende y se apaga.
Además de poder representarse con una señal analógica los datos también se
pueden representar mediante una señal digital. Por ejemplo, un 1 se puede codificar como
un voltaje positivo y un 0 como un voltaje cero.

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Una gran diferencia que existe entre la señal análoga y digital, es que la señal
análoga cambia continuamente con respecto al tiempo, mientras que la señal digital
cambia instantáneamente.
En una señal que es la amplitud, la frecuencia, el periodo, la fase y la longitud de
onda.
Amplitud
La amplitud en un gráfico es el valor de la señal en cualquier punto de la onda.
Es igual a la distancia vertical desde cualquier punto de la onda hasta el eje horizontal. La
máxima amplitud de una onda seno es igual al valor más alto que puede alcanzar sobre el
eje vertical.
La amplitud se mide en voltios, amperios o watios, dependiendo del tipo de señal.
Los voltios indican el voltaje, los amperios indican la corriente eléctrica y los watios
indican la potencia.
La amplitud indica la altura de la señal. La unidad de la amplitud depende del tipo
de señal. Para señales eléctricas, la unidad es normalmente en voltios, amperios o watios.

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Periodo y frecuencia
El periodo se refiere a la cantidad de tiempo, en segundo, que necesita una señal
para completar un ciclo. La frecuencia indica el número de periodos en un segundo. La
secuencia de una señal es el número de ciclos por segundos.
Unidades del periodo.
El periodo se expresa en segundos. La industria de las comunicaciones usa cinco
unidades para medir el periodo: segundo, milisegundos, microsegundos, nanosegundos y
picosegundos.
Unidades de frecuencia.

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La frecuencia se expresa en herzios (HZ), en honor al físico alemán Heinrich
Rudolf Hertz. La industria de la comunicación usa cinco unidades para medir la
frecuencia: Herzio, kiloherzio, megahercio,gigaherzio y teraherzio.
Matemáticamente, la relación entre frecuencia y periodo es que cada una de ellas
es la inversa multiplicativa de la otra. Si se da una se puede derivar inmediatamente la
otra. Frecuencia = 1 / periodo periodo = 1/frecuencia. Se puede concluir que el periodo es
la cantidad de tiempo que tarda una señal en completar un ciclo; la frecuencia es el
número de ciclos por segundo. También se puede afirmar que la frecuencia es la
velocidad de cambio respecto al tiempo.
Fase
El término fase describe la posición de la onda relativa al instante de tiempo 0. Si
se piensa en la onda como algo que se puede desplazar hacia delante o hacia atrás a lo
largo del eje del tiempo, la fase describe la magnitud de ese desplazamiento. Indica el
estado del primer ciclo. La fase describe la posición de la forma de onda relativa al
instante de tiempo 0. La fase se mide en grados o radianes (360 grados son 2π radianes)

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Un desplazamiento de fase de 360 grados corresponde a un desplazamiento de un periodo
completo; un desplazamiento de fase de 180 grados corresponde a un desplazamiento de
la mitad del periodo; un desplazamiento de fase de 90 grados corresponde a un
desplazamiento de un cuarto de periodo.
Longitud de onda.
La distancia existente entre dos crestas o valles consecutivos es lo que
llamamos longitud de onda. La longitud de onda de una onda describe cuán larga es
la onda. Las ondas de agua en el océano, las ondas de aire, y las ondas de radiación
electromagnética tienen longitudes de ondas. La longitud de onda representa la distancia
real recorrida por una onda que no siempre coincide con la distancia del medio o de
las partículas en que se propaga la onda.

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Explique que es el espectro y que es el ancho de banda y cuáles son sus
características.
Espectro de Frecuencia.
El espectro de frecuencia de una señal es la colección de todas las frecuencias
componentes que contiene y se muestra usando un gráfico en el dominio de frecuencia.
Ancho de Banda.
El ancho de banda de un sistema de comunicaciones es la banda de paso mínima
(rango de frecuencias) requerida para propagar la información de la fuente a través del

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sistema. El ancho de banda de un sistema de comunicaciones debe ser lo suficientemente
grande (ancho) para pasar todas las frecuencias significativas de la información, es decir
el ancho de banda absoluto de una señal es como la anchura del espectro de frecuencia.
La relación entre el ancho de banda, tiempo de transmisión y capacidad de
información fue desarrollada en 1920 por R. Hartley de los laboratorios telefónicos Bell
Se expresa en ciclos por segundos (Herz), donde el ancho de banda es la diferencia entre
las frecuencias mínimas y máximas transmitidas. Con frecuencia, el ancho de banda
también se establece en bits o byte por segundo. Para calcular el ancho de banda, hay que
sustraer la frecuencia más baja de la frecuencia más alta del rango.
Explique que es la Modulación y Codificación de Datos (cuáles son los tipos de
Modulación que existen).
Modulación
El proceso de modulación supone una adaptación de la señal al medio de
transmisión por el cual va a propagarse. Normalmente implica la alteración de su banda

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de frecuencias para transmitir la señal en una gama de frecuencias más adecuada. La
necesidad de modular viene dada por la imposibilidad de la propagación de la señal en su
banda de frecuencias “base”, o en superar las dificultades que representa esta
propagación.
Modulación por Pulsos.
La modulación por pulsos corresponde a una señal moduladora analógica y una
portadora digital, por lo que es usual para transmisión digital de voz y video. Los
diferentes tipos PAM, PDM Y PPM reciben su nombre directamente del parámetro de la
señal portadora a variar o “modular”, amplitud, duración o posición de los pulsos,
respectivamente.
En el caso de PAM, la anchura y la separación de los pulsos permanece constante,
siendo la amplitud de los mismos lo que varía de acuerdo con la amplitud de la
moduladora, tal y como se ve en la figura anterior. Como puede observarse en la figura la
señal analógica sería la envolvente del conjunto de pulsos obtenidos tras la modulación.

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Modulación por Posición de Pulso (PPM)
En el caso de la modulación por posición de pulso, la anchura y la amplitud de los
pulsos permanece constante, siendo la posición de los mismos lo que varía de acuerdo
con la amplitud de la moduladora, tal como se muestra en la figura anterior. La distancia
entre dos pulsos representa la amplitud muestreada de la onda seno.

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Modulación por Duración de Pulso (PDM)
En el caso de la modulación por duración de pulso, la amplitud y la separación de
los pulsos permanece constante, siendo la anchura de los mismos lo que varía de acuerdo
con la amplitud de la moduladora. A mayor amplitud de la señal inicial mayor anchura en
el pulso de la señal modulada, tal como se muestra en la siguiente figura:
Modulación por Pulsos Codificados (PCM)
Un sistema de modulación que ha alcanzado un gran auge es PCM, también
llamado MIC atendiendo a las siglas castellanas. Tanto el PDM como el PPM utilizan
pulsos de amplitud constante, pero son todavía la representación analógica de una señal
analógica. En el sistema PCM cada pulso es codificado en su equivalente binario antes de
su transmisión convirtiendo así una señal analógica en digital siguiendo los pasos:

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Muestreo: Para convertir una señal analógica en señal PCM el primer paso es
muestrearla, obteniendo de esta forma una señal discreta en un dominio pero continua en
su rango, es decir, está definida únicamente en unos instantes de tiempo pero la amplitud
que puede alcanzar en dichos instantes es cualquiera. Cuantificación: El hecho de que la
amplitud de la señal en los instantes de muestreo pueda ser cualquiera supone que para
codificarla necesitaríamos un número infinito de bits. En otras palabras: tenemos un
número infinito de niveles. Por tanto, es necesario cuantificar la señal, es decir, asignar a
una serie de valores de x(t) un único valor, de forma que después del proceso de
cuantificación, el número de valores que puede tener la señal x(t) sea finito. El proceso se
ilustra en la siguiente figura:

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Otra forma de cuantificar la señal sería la siguiente. Para muestras comprendidas
en un intervalo de cuantificación se tomará el valor más cercano al intervalo de
cuantificación. Consiste en asignar a varias muestras el valor del entero más cercano.
Modulación Delta
Con esta técnica, la entrada analógica se aproxima mediante una función de tipo
escalera. La función escalera se mueve hacia arriba o hacia abajo un nivel δ en cada
intervalo de muestra, intentando asemejarse a la entrada analógica. Se tiene entonces un
comportamiento binario, en el que la subida se representa por un 1 y la bajada por un 0,
como se ilustra en el siguiente gráfico:
La precisión será mayor en cuanto mayor sea la frecuencia de muestreo, aunque
esto incidirá en aumentar la velocidad de transmisión. Puede tener errores con pendientes
muy grandes en la señal a codificar.

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Modulación por Onda Continua:
Modulación en Amplitud (AM)
Con esta técnica, se modifica la amplitud de la portadora en función de la
amplitud de la moduladora como se ilustra a continuación:
La envolvente de la señal modulada corresponde a la señal original.
Modulación en Frecuencia (FM)

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La modulación en frecuencia es más complicada de analizar analíticamente y los
equipos prácticos resultantes son más caros y complicados que en el caso de AM. El
parámetro a variar será la frecuencia de la portadora analógica
Modulación Digital:
En estos casos se tiene una portadora analógica y una moduladora digital. Hay
tres tipos de modulación: Aplitud Shift Keying ASK, Frecuency Shift Keying FSK y
Phase Shift Keying PSK. La siguiente gráfica ilustra estos tipos de modulación:

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Este esquema es de uso común en los módems. ASK es poco eficiente y
susceptible a errores. Permite obtener velocidades de hasta 1200 bps sobre línea
telefónica. FSK permite velocidades similares pero es menos susceptible a errores. PSK
es más usual ya que permite mejor aprovechamiento del ancho de banda. Así, si se
trabaja con 4 fases diferentes a intervalos de π/2 se pueden codificar 2 bits por cambio de
fase:

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Que es la Multiplexación y cuáles son las técnicas que existen.
La multiplexación es la combinación de dos o más canales de información en un
solo medio de transmisión usando un dispositivo llamado multiplexor.
Múltiplex es la transmisión simultánea de varios canales de información
separados en el mismo circuito de comunicación sin interferirse entre sí.
En las telecomunicaciones se usa la multiplexación para dividir las señales en el
medio por el que vayan a viajar dentro del espectro electromagnético. De esta manera,
para transmitir los canales de televisión por aire, vamos a tener un ancho de frecuencia x,
el cual habrá que multiplexar para que entren la mayor cantidad posible de canales de tv.
Entonces se dividen los canales en un ancho de banda de 6Mhz (en gran parte de Europa
y Latinoamérica, mientras que en otros países o regiones el ancho de banda es de 8 Mhz).
Tipos de Multiplexacion que existen.
La multiplexación por división de tiempo o TDM.
La multiplexación por división de tiempo es una técnica para compartir un canal
de transmisión entre varios usuarios.
Consiste en asignar a cada usuario, durante unas determinadas "ranuras de
tiempo", la totalidad del ancho de banda disponible.

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Consiste en ocupar un canal de transmisión a partir de distintas fuentes, mejor
aprovechamiento del medio de transmisión.
El ancho de banda total del medio de transmisión es asignado a cada canal durante
una fracción del tiempo total (intervalo de tiempo).
La multiplexación por división de frecuencia o FDM.
Esta técnica que consiste en dividir mediante filtros el espectro de frecuencias del
canal de transmisión y desplazar la señal a transmitir dentro del margen del espectro
correspondiente mediante modulaciones, de tal forma que cada usuario tiene posesión
exclusiva de su banda de frecuencias.
La multiplexación por división en código o CDM.
La multiplexación por división de código, acceso múltiple por división de código
o CDM
Es un término genérico para varios métodos de multiplexación o control de acceso
al medio basado en la tecnología de espectro expandido.
CDM emplea una tecnología de espectro expandido y un esquema especial de
codificación, por el que a cada transmisor se le asigna un código único, escogido de
forma que sea ortogonal respecto al del resto
En CDM, la señal se emite con un ancho de banda mucho mayor que el precisado
por los datos a transmitir; por este motivo, la división por código es una técnica de acceso
múltiple de espectro expandido.

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La multiplexación por división de onda o WDM.
Se diseñó para utilizar la capacidad de alta tasa de datos de la fibra.
Conceptualmente es la misma que FDM, excepto que involucra señales luminosas
de frecuencias muy altas. La idea es simple:
Se quieren combinar múltiples aces de luz dentro de una única luz en el
multiplexor, Hacer a operación inversa en el demultiplexor.
Combinar y dividir haces de luz se resuelve fácilmente mediante un prisma. Un
prisma curva un rayo de luz basándose en el ángulo de incidencia y la frecuencia.
La multiplexación Estadística, asíncrona o SM.
Es un canal de comunicaciones que se divide en un número arbitrario de las
secuencias de datos de velocidad de transmisión de bites variables de los canales
digitales.
Características:
Tipo de señal: Digital
Funcionamiento: Consiste en transmitir datos de aquellos canales que en todo
momento tengan información para trasmitir.
Ventaja: Asignan dinámicamente los intervalos de tiempo entre los terminales
activos, por lo tanto no se desaprovecha su capacidad de línea durante los tiempos de
inactividad.
La multiplexación en los protocolos de la capa de transporte en el modelo OSI

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Multiplexar un paquete de datos, significa tomar los datos de la capa de
aplicación, etiquetarlos con un número de puerto (TCP o UDP) que identifica a la
aplicación emisora, y enviar dicho paquete a la capa de red.
Esta capa es muy esencial para cualquiera de los 2 modelos (TCP/IP). Sin ella la
comunicación en la red sería muy lento ya que sin la capa de transporte no tendríamos
enlace a páginas web, chat, mensajería instantánea al mismo tiempo y sin ella el mensaje
no podrían ser enviados a cualquier hasta su destino.

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Webgrafia
http://sima.ctevunicartagena.edu.co/pluginfile.php/252714/mod_folder/content/0/Modulo
%20Concepto%20de%20Redes.pdf?forcedownload=1
https://profesores.virtual.uniandes.edu.co/~isis1301/dokuwiki/lib/exe/fetch.php?media=re
cursos:06_modulacion.pdf
https://es.slideshare.net/pirahasoft/com-senal
https://teoriadelastelecomunicaciones.files.wordpress.com/2011/11/multiplexacion.pdf