1 1 CURSO VERANO 2012: FUNDAMENTOS E INTRODUCCION A LAS TELECOMUNICACIONES © ILCEO: ING. MIGUEL ANGEL PEREZ SOLANO INSTRUCTOR : MIGUEL ANGEL PEREZ SOLANO Ingeniero en Comunicaciones y Electrónica Instituto Tecnológico de Oaxaca http://solano.orgfree.com

2 2 1.1 LAS TELECOMUNICACIONES Definición: toda transmisión, emisión o recepción de signos, señales, escritos, imágenes, sonidos, datos o información de cualquier naturaleza; utilizando medios físicos o inalámbricos. Proviene del griego “tele”, que significa “a distancia” o “lejos”. Por tanto, el término telecomunicaciones cubre todas las formas de comunicación a distancia, incluyendo radio, telegrafía, televisión, telefonía fija y móvil, redes de datos, etc.

3 1.2 ELEMENTOS BASICOS DE UN SISTEMA DE COMUNICACIÓN ELECTRONICA 3 El objetivo principal de todo sistema de comunicaciones es intercambiar información entre dos entidades.  Fuente de Información  Transmisor  Medio de transmisión  Receptor  Destino de la información

4 1.2 ELEMENTOS BASICOS DE UN SISTEMA DE COMUNICACIÓN ELECTRONICA…….cntd’ 4 Aunque el modelo presentado pueda aparecer aparentemente sencillo, en realidad implica una gran complejidad

5 1.3 CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES 5 Por su modo de TX: Un modo de transmisión describe la forma en como fluye la información en un sistema punto a punto. CITAR EJEMPLOS

6 1.3 CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES….cnted’ 6 Los sistemas tambien se pueden clasificar por su mecanismo de flujo. Enlace directo: direct link Enlace punto a punto: point to point link Point to multipointMultipoint to multipoint

7 1.3 CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES….cnted’ 7 Los sistemas también se pueden clasificar por topología: Se llaman topologías de red a las diferentes estructuras de intercomunicación en que se pueden organizar las redes de telecomunicaciones entre dispositivos.

8 1.4 CLASIFICACION DE LOS MEDIOS DE TRANSMISION 8 Los medios de transmisión son los elementos por los que se transporta la información, haciendo que llegue con la menor cantidad de ruido y distorsión a todos los nodos (estaciones) involucrados en el proceso de la comunicación. Clasificación General Medios Guiados; físicos, limitados Medios no guiados; no físicos, ilimitados, inalámbricos Cables de par trenzado Cables coaxiales Fibras ópticas El espacio libre (aire) Agua

9 1.4 CLASIFICACION DE LOS MEDIOS DE TRANSMISION CABLE COAXIAL (GUIADO) 9

10 1.4 CLASIFICACION DE LOS MEDIOS DE TRANSMISION CABLES DE PAR TENZADO(GUIADO) 10 UTP FTP STP MAS INFORMACION SOBRE CABLES

11 1.4 CLASIFICACION DE LOS MEDIOS DE TRANSMISION CABLES DE PAR TENZADO 11

12 1.4 CLASIFICACION DE LOS MEDIOS DE TRANSMISION FIBRA OPTICA (GUIADO) 12 Ver video FIBER 101 pdf

13 1.4 CLASIFICACION DE LOS MEDIOS DE TRANSMISION FIBRA OPTICA (GUIADO) 13

14 1.4 CLASIFICACION DE LOS MEDIOS DE TRANSMISION ESPACIO LIBRE: ( NO-GUIADO) 14 Sistemas Radioeléctricos: Se conoce así a la transmisión de señales a través del espacio, mediante ondas electromagnéticas, sin que haya conexión física entre transmisor y receptor. El medio de propagación es, en este caso, el aire vacío. En el trabajo con sistemas radioeléctricos es frecuente emplear el término radiofrecuencia (RF), y por tal, se entiende la frecuencia a la que la radiación de energía electromagnética es útil para propósitos de comunicación. Así, las radiofrecuencias abarcan desde unos pocos KHz hasta más de 100 GHz. Se conoce como canal de radiofrecuencia a la parte del rango en frecuencias que ocupa una comunicación inalambrica.

15 1.4 CLASIFICACION DE LOS MEDIOS DE TRANSMISION ESPACIO LIBRE: ( NO-GUIADO) 15 FRECUENCIA PERIODO LONGITUD DE ONDA AMPLITUD VELOCIDAD Ver video

16 1.5 SEÑALES Y SU CLASIFICACION 16 Una señal es una variable física que contiene o transporta información Nos interesan especialmente las señales que varían en el tiempo. Las señales variables en el tiempo pueden representarse mediante una función del tiempo x(t).

17 1.5 SEÑALES Y SU CLASIFICACION 17 Algunas señales son periódicas, es decir: x(t + T) = x(t) Un parámetro importante de las señales es su energía. En muchos casos la energía se representa apropiadamente mediante la potencia

18 1.5 SEÑALES Y SU CLASIFICACION 18 Si la señal es una tensión, corriente, presión sonora, desplazamiento, velocidad, etc., la potencia resulta ser proporcional al cuadrado del voltaje (amplitud) de la señal: W(t) = K x 2 (t)

19 1.5 SEÑALES Y SU CLASIFICACION 19 Señales periódicasSeñales Aperiódicas

20 1.6 ANALISIS MATEMATICO DE SEÑALES DESDE FOURIER 20 Jean Baptiste Joseph Fourier (21 March 1768 – 16 May 1830) was a French mathematician and physicist best known for initiating the investigation of Fourier series and their applications to problems of heat transfer and vibrations. The Fourier transform and Fourier's Law are also named in his honour. Serie de Fourier

21 1.6 ANALISIS MATEMATICO DE SEÑALES DESDE FOURIER (SERIES) 21 A una señal periódica puede asignársele una frecuencia igual a la cantidad de ciclos por segundo. La señal periódica más simple es la onda senoidal Muchas señales habituales están formadas por ondas senoidales de varias frecuencias a la vez. Esto es la consecuencia del teorema de FOURIER Cualquier función periódica de frecuencia f puede considerarse como la superposición de una serie de ondas senoidales de frecuencias f, 2f, 3f, 4f, etc SIMULADOR

22 1.6 ANALISIS MATEMATICO DE SEÑALES (EL TEOREMA o SERIES DE FOURIER) 22 Los valores Xn se llaman coeficientes de Fourier, y se calculan de la siguiente manera... SIMULADOR

23 1.6 ANALISIS MATEMATICO DE SEÑALES (EL TEOREMA O SERIES DE FOURIER) 23 La representación anterior tiene la desventaja de que requiere la gráfica de todas las ondas senoidales que constituyen la señal. Una forma más económica y menos confusa de representar las componentes de una señal, es mediante un analisis espectral

24 1.6 ANALISIS MATEMATICO DE SEÑALES (EL TEOREMA DE FOURIER) 24 El espectro de una señal es una lista de las frecuencias y amplitudes (y en algunos casos las fases) de las ondas senoidales que lo constituyen. La energía total es igual a la suma de las energías de todos los armónicos La importancia de la representación espectral de las señales radica en que la mayoría de los sistemas físicos se comportan de diferente forma ante diferentes frecuencias Las frecuencias de las ondas senoidales puras que forman una señal periódica son múltiplos de una frecuencia dada. Estas senoides se denominan armónicos

25 1.6 ANALISIS MATEMATICO DE SEÑALES (transformada de fourier) 25 La mayoría de las señales no son periódicas, sino que varían en forma aleatoria. Este carácter aleatorio es en realidad lo que permite conferir mayor cantidad de información. Es posible extender el concepto de serie de Fourier al caso de señales no periódicas. Para ello consideremos una onda no periódica x(t), de la cual seleccionamos una porción de duración T

26 1.7 EL ESPECTRO ELECTROMAGNETICO 26 Conjunto de ondas electromagnéticas que se propagan de manera ondulatorias y con velocidad constante, que es la de la luz (300.000 km/s). Las ondas electromagnéticas se dividen en luz visible, infrarroja, ultravioleta, rayos X, rayos gama, radiofrecuencia y microondas. Cada onda se diferencia en la frecuencia (número de vibraciones en la unidad de tiempo) y la longitud (distancia entre dos ondas sucesivas). Frecuencia y longitud de onda son inversamente proporcionales, por esto su producto siempre es constante e igual a la velocidad de la luz.

27 1.7 EL ESPECTRO RADIOELECTRICO 27  Está compuesto por un conjunto de frecuencias que se agrupan en “bandas de frecuencias”.  Es utilizado por los dueños de una Concesión o licenciatario para la prestación de Servicios de comunicaciones inalámbricas, radiodifusión (AM, FM) y televisión, Internet, Telefonía Fija y Celular  También es utilizado mediante asignaciones para la operación de Sistemas relacionados con seguridad, defensa, emergencias, transporte e investigación científica, así como aplicaciones industriales y domésticas (Sistemas de Radionavegación Marítimas y Aeronáuticas, Sistemas de Seguridad (Aeropuertos, Alarmas, Radiolocalización de vehículos, Monitoreo, etc.), diversos Sistemas y Servicios Radioeléctricos tanto de uso civil como militar (Fuerzas de Seguridad, FFAA, Policía, Bomberos, Defensa Civil, Salud Pública, Radioaficionados, Radiotaxis, Radiomensajes, etc.).  Es uno de los elementos sobre los que se basa el sector de la información y las comunicaciones para su desarrollo y, para todo ciudadano, se traduce en un medio para acceder a la información.

28 1.7 EL ESPECTRO ELECTROMAGNETICO (Espectro radioeléctrico) 28 Ver cuadro nacional de atribución de frecuencias

29 1.8 ANTENAS (definicion y radiador isotropico) 29 Una antena es un “dispositivo” generalmente metálico especialmente diseñado para radiar y recibir ondas de radio” que adapta la salida del transmisor o la entrada del receptor al medio. Físicamente esta antena no existe. Se define como una antena puntual que radía energía uniformemente en todas direcciones. El flujo de energía en la unidad de tiempo y por unidad de área es conocido como Vector de Poynting, o Densidad de Potencia [Watts / m2]. Este vector solo tiene componente radial para una fuente puntual. Una antena cumple con el principio de la reciprocidad: Las características de transmisión son iguales en la recepción.

30 1.8 ANTENAS (dipolo de media onda) 30

31 1.8 ANTENAS (parámetros básicos de una antena) 31 GANANCIA……………………dbd y dbi DIRECTIVIDAD……………….. Omnidireccionales y direccionales POLARIZACION………………Horizontal, vertical, eliptica. ANCHO DE BANDA…………. Es el rango de frecuencias a los cuales los parámetros de antena son similares a las que tendría si operara en la frecuencia central.

32 1.8 ANTENAS (Clasificación de las antenas) 32  Según su forma  Según su ganancia  Según la forma del patrón de radiación  Según ancho de banda, precio, etc.  Según la aplicación habrá una antena con mejores características según nuestras necesidades

33 1.8 ANTENAS (ejemplos) 33 Telefonía celular satelita l Reflectores parabólicos Antenas de Array Antena foco primarioAntena offsetAntena cassegrainAntena dipolo corto

34 1.8 ANTENAS (ejemplos) 34 logoperiodica yagui TV de Alta definición Antenas de panel Antena YaguiAntena de radarAntena HFAntena CONEJO

35 1.9 ANCHO DE BANDA: SHANNON 35 El ancho de banda es la longitud, medida en Hz, del rango de frecuencias en el que se concentra la mayor parte de la potencia de la señal. Puede ser calculado a partir de una señal temporal mediante el análisis de Fourier. LEY DE SHANNON

36 1.10 NORMATIVIDAD EN SISTEMAS DE COMUNICACION 36  COFETEL www.cofetel.comwww.cofetel.com  Ley federal d telecomunicaciones Ley federal d telecomunicaciones  Union Internacional de telecomunicaciones Union Internacional de telecomunicaciones  IEEE: Instituto de Ingenieros Electrónicos y Eléctricos IEEE: Instituto de Ingenieros Electrónicos y Eléctricos

37 1.11 PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN: EL MODELO OSI 37 En 1984, éste modelo a ser el estándar internacional para las comunicaciones en red al ofrecer un marco de trabajo conceptual que permitía explicar el modo en que los datos se desplazaban dentro de una red.

38 1.11 PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN: EL MODELO OSI 38 El modelo OSI divide en 7 capas el modelo de transmisión de la información entre equipos, donde cada capa se encarga de ejecutar una parte del proceso global. Este marco de trabajo estructurado en capas, aun siendo puramente conceptual, puede utilizarse para describir el conjunto de protocolos reales que se utilizan en la interconexión de sistemas. Una pila o suite de protocolos, no son mas que un jerarquia e pequeños protocolos que trabajan juntos en la transmision de datos

39 1.11 PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN: EL MODELO OSI (conceptos) 39 MODELO OSI Significa: Open System Interconection Desarrollado por: International Standarization Organization Esta implementado en Hardware, Firmware y Software La aplicación y el medio de Tx no forman parte del modelo Involucra un mecanismo de encapsulamie nto y desencapsula miento En flujo de datos es vertical y la comunicación es horizontal

40 1.11 PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN: EL MODELO OSI (conceptos) 40

41 1.11 PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN: EL MODELO OSI (a fondo) 41

42 1.11 PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN: EL MODELO OSI (OSI vs TCP/IP) 42

43 FIN DE LA UNIDAD 1 43