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Sistemas de comunicaciones Unidad 1: Tarea 1 - Identificar los sistemas de comunicaciones.

Presentado a: Tutor Freddy Mayo Rentería

Estudiante: Diego Luis Perea Luna Código:79523413

Grupo: 2150504_23

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA FECHA SEPTIEMBRE 2019

INTRODUCCIÓN En el presente trabajo se procederá a realizar de forma compacta y detallada los diferentes puntos especificados en la guía de actividades dando un enfoque a la explicación de los diferentes sistemas de comunicaciones existentes actualmente en el mercado y que actualmente siguen en desarrollo de investigación debido a la importancia de transmitir datos e información desde usuarios, centrales, empresas y cualquier sistema a nivel mundial.

Actividades para desarrollar

Actividad individual

Para el desarrollo de los siguientes puntos es necesario revisar y analizar los recursos educativos de la unidad 1, disponibles en el entorno de conocimiento. Recuerde que puede consultar otras fuentes de información en internet.

1. Modelo Sistemas de comunicación Diligencie la siguiente tabla y plantee con un ejemplo un sistema de comunicación donde relacione cada uno de los elementos aplicados al ejemplo, así como la descripción de los mismos. Ejemplo sistema de comunicación: (diligencie el ejemplo propuesto) Elemento

Descripción

Fuente

Es la primera parte de un sistema de comunicación, asumiendo que de esta parte la información (mensaje) o datos a transmitir. Como ejemplo tenemos un computador conectado a un puerto terminal para generar una trama de datos a través de la comunicación serial (RX/TX) del respectivo puerto generado por programas como Serial Port.

Transmisor

El transmisor es el ente encargado de determinar los signos o trama adecuada para transmitir la información (mensaje) a partir de los diferentes métodos como lo sería PCM (modulación por impulsos codificados) o otros dependiendo del canal a usar y la distancia a recorrer. Tendríamos como ejemplo un módulo transmisor de radio frecuencia (Módulo RF 433Mhz) al cual se le ingresa una trama de bits provenientes desde la fuente y este realiza el proceso de modulación por frecuencia.

Canal

El canal en pocas palabras es el medio por el cual viaja la información que parte desde el transmisor y tiene como fin

llegar al receptor. Su función principal es la de lograr una conexión entre los respectivos módulos de emisión y recepción y tendríamos por ejemplo el aire para redes inalámbricas o el hilo/cable para redes alámbricas. Receptor

El receptor es el encargado de recibir la información codificada proveniente del transmisor; principalmente debe descifrar e interpretar los datos (mensaje). Actualmente existen receptores que no solo reciben la información para su posterior tratamiento si no que realizan un feedback o realimentación para confirmar la información entregada. Se podría interpretar como un receptor simple y muy usado un módulo de recepción de radio frecuencia (Módulo RF 433Mhz) el cual interpreta la información enviada desde el respectivo transmisor de RF.

Destino

Es el lugar donde es posible visualizar o encontrar el mensaje transmitido inicialmente desde la fuente; en este punto se determina si la comunicación fue exitosa o no ya que, si existieron fallas de distorsión, interferencia o ruido, la información se perdería en el proceso y no se lograría ver completamente la misma. Como ejemplo podríamos tener lo que sería un led que haga la intermitencia del mensaje o también algo un poco más detallado como un celular que recibe las señales de comunicación GSM/3G…etc, entre otros.

2. Banda de Frecuencia Utilice la siguiente tabla en su informe para relacionar la banda de trabajo de los siguientes sistemas de comunicación. Tipo de comunicación

Banda de Frecuencia

AM

106 bandas posibles de 10kHz de ancho entre los 535 – 1605kHz

FM

100 bandas posibles de 20kHz de ancho de banda entre los 88 – 108 MHz.

Comunicación satelital

Banda L (1.53 – 2.7 GHz), Banda Ku (Recepción: 11.7 – 12.7 GHz, Transmisión: 14 – 17.8 GHz), Banda Ka (18 – 31 GHz).

Operador Tigo

Banda 2: 1900 (55) MHz (servicios 2G y 3G) Banda 4: AWS (15) MHz (servicios 4G) En zonas sin cobertura, Roaming Nacional Movistar y Claro Colombia, en voz 2G, 3G y 4G.

Operador Claro

Banda 5: 850, Banda 2: 1900 (55) MHz (Servicios 2G y 3G) Banda 7: 2600 (30) MHz (Servicios 4G) En zonas sin cobertura, Roaming Nacional Tigo y Movistar Colombia, en voz 2G, 3G y 4G.

Operador Movistar

Banda 5: 850, Banda 2: 1900 (55) MHz (Servicios 2G y 3G) Banda 4: AWS (30) MHz (Servicios 4G) En zonas sin cobertura, Roaming Nacional Tigo y Claro Colombia, en voz 2G, 3G y 4G.

3. Señal y Ruido  Relacione en la siguiente tabla, los tipos de ruidos presentes en las comunicaciones analógicas, con sus palabras presente una breve reseña que los describa. Tipo de ruido

Descripción

Ruido de disparo

Es un tipo de ruido electrónico que sucede cuando el número de partículas que transportan la información (en electrónica los electrones) son suficientemente pequeños para que en el proceso den lugar a partículas estadísticas adicionales apreciables en la medición (normalmente en transistores o diodos).

Ruido de parpadeo

Este ruido sucede cuando en la comunicación, el sistema cae en el espectro a frecuencias altas que adicional posee un espectro rosa.

Ruido de amplitud Básicamente este ruido tiene un cambio repentino en los niveles de potencia causado por amplificadores

defectuosos, contactos sucios con resistencias variables o por labores de mantenimiento. Ruido de Johnson- Este tipo de ruido también es denominado ruido termal Nyquist debido a fluctuaciones en la corriente eléctrica dentro de un respectivo conductor por donde viaja la información o señal. Básicamente sucede por el movimiento aleatorio de los electrones a cualquier tensión eléctrica. Ruido de intermodulación

Básicamente es la energía que se genera por las sumas y las diferencias en la amplificación de señales de dos o más frecuencias al usar un amplificador no li neal

 Determine la importancia de la relación Señal a Ruido en los sistemas de comunicaciones y su aplicación como parámetro de calidad en la comunicación. 4. Multiplexación Relacione los tipos de multiplexación usados:  En las emisoras de radio FM.  Indique el uso de la multiplexación usados en los switches que son equipos de redes. Multiplexación en emisoras de radio FM: La multiplexación que se usa es la FDM (Multiplexación por división de frecuencia), la cual es una técnica donde el ancho de banda total disponible en un medio de comunicación se divide en una serie de sub-bandas de frecuencia que no se superponen, cada una de ellas se usan para transportar una señal por separado. En la FM estéreo se utiliza una subportadora de 38 kHz para separar la señal de diferencia izquierda-derecha del canal suma central izquierda-derecha antes de la modulación de frecuencia de la Señal compuesta. Multiplexación en los switches - equipos de redes: Principalmente la multiplexación en los equipos de redes se basa en los siguientes tipos dependiendo del protocolo de comunicación empleado, se tiene:

   

Multiplexación por división de tiempo o TDM síncrona Multiplexación estadística o TDM asíncrona o TDM estadística (técnica más avanzada que la anterior) Multiplexación por división de frecuencia o FDM y su equivalente para medios ópticos, por división de longitud de onda o WDMZ Multiplexación por división en código o CDM

Ejercicios prácticos 5. Suponiendo que una red telefónica básica conmutada (PSTN) tiene un ancho de banda de (1 +A) 4 kHz y una razón de potencia señal a ruido de(15+A) Db. 18 dB, calcular la tasa de información (datos) y la máxima capacidad del canal. A = último dígito de la cédula = 3 B = últimos dos dígitos de la cédula = 13 C = últimos tres dígitos de la cédula = 413 Solución: Para calcular la tasa de información se determina que el sistema PSTN trabaja de forma unipolar por lo tanto se tiene: 𝑇𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎𝑐𝑖ó𝑛 = 2(𝐵𝑊)𝐿𝑜𝑔2 (2) 𝑇𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎𝑐𝑖ó𝑛 = 2(4𝑘𝐻𝑧) 𝑇𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎𝑐𝑖ó𝑛 = 8𝐾𝑏/𝑠 Esta teoría se basa a través de Nyquist, ahora para calcular la capacidad máxima del canal nos basamos según Shannon, el cual nos dice: 𝐶𝐶 = (𝐵𝑊) log 2 (1 + 𝑆/𝑁) Es necesario obtener la relación señal ruido (S/N), por lo que se tiene: 𝑑𝐵 = 10 log10 (𝑆/𝑁) Despejando 18 = 10 log10 (𝑆/𝑁) 18 𝑆 = log10 ( ) 10 𝑁

18

1010 = (𝑆/𝑁) 𝑆 = 63,0957 𝑁 Reemplazando en la ecuación original, se tiene: 𝐶𝐶 = (4𝑘𝐻𝑧) log 2 (1 + 63,0957) Por lo que la capacidad máxima del canal es: 𝐶𝐶 = 24,008𝐾𝑏𝑝𝑠

6. Si tiene una banda de (500+B) a (1600+B) KHz (513) a (1613) kHz determine cuantas emisoras de radiodifusión AM caben en esta banda. Solución: Calculando se tiene que el ancho de banda sería 1100 kHz, por lo que las emisoras de radiodifusión de AM trabajan a 10kHz, con esta banda se permitiría el ingreso de 110 emisoras. 𝐶𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑜 =

1613 𝑘ℎ𝑧 − 513𝐾ℎ𝑧 = 110 𝑒𝑚𝑖𝑠𝑜𝑟𝑎𝑠 10 𝐾ℎ𝑧

Banda AM Inferior: 513kHz Banda AM Superior: 1613kHz

7. Realice los siguientes cálculos:  En un sistema de comunicación se tiene un atenuador el cual presenta una pérdida de 20 dB, si se aplica un atenuador de potencia de 2 W, relacione la salida de potencia. Solución: Para el primer caso se tiene inicialmente que el atenuador presenta una pérdida de 20 dB, ahora como se le aplica un atenuador de potencia de 2W se procede a transformar este valor en dBm, por lo que se tiene: 𝑃𝑥 𝑑𝐵𝑚 = 10𝐿𝑜𝑔10 ( ) 1𝑚𝑊

2𝑊 𝑑𝐵𝑚 = 10𝐿𝑜𝑔10 ( ) 1𝑚𝑊 𝑑𝐵𝑚 = 33,01 La salida de potencia es igual a la potencia suministrada menos la perdida en el atenuador, por lo que nos quedaría: 33,01𝑑𝐵𝑚 − 20𝑑𝐵𝑚 = 13,01𝑑𝐵𝑚 Por lo que realizando el proceso inverso la relación de potencia de salida se tiene: 𝑃𝑥 13,01𝑑𝐵𝑚 = 10 log10 ( ) 1𝑚𝑊 10(

13,01 ) 10 (1𝑚𝑊)

= 𝑃𝑥

𝑷𝒙 = 𝟏𝟗, 𝟗𝟗𝟖𝒎𝑾  Si se cuenta con amplificador y éste tiene en la entrada (413) mW y en la salida (3) W, encuentre la ganancia en decibeles Solución: Se procede a realizar la relación de salida sobre entrada en potencia: 𝐴=

3𝑊 = 7,263 413𝑚𝑊

Ahora se procede a usar la siguiente expresión 𝒅𝑩 = 𝟏𝟎 𝐥𝐨𝐠 𝟏𝟎 (𝟕, 𝟐𝟔𝟑) = 𝟖, 𝟖𝟏𝟏𝒅𝑩 A = último dígito de la cédula = 3 B = últimos dos dígitos de la cédula = 13 C = últimos tres dígitos de la cédula = 413

CONCLUSIONES 

Es importante tener en cuenta que los sistemas de comunicaciones tienen varios campos de investigación, y que con este tipo de trabajos se relacionan varios de ellos de forma superficial garantizando un aprendizaje y contexto de las telecomunicaciones.



Es interesante ver que al tratar las ganancias en dB de un sistema es posible manejar esta información con dBm debido a que son unidades adimensionales, dependiendo de la fórmula y método a detallar.

BIBLIOGRAFIA [1] Fundamentos básicos de telecomunicaciones. (2008). Instituto tecnológico de Buenos Aires. Fecha de consulta: 10 de septiembre de 2019. Disponible en:https://tesuva.edu.co/phocadownloadpap/Fundamentos%20de%20teleco municacion.pdf