Frequency Domain Concepts Conceptos del dominio de la frecuencia

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El espectro radioeléctrico

Extra baja frecuencia VLF 3—30 KHz 100-10 km Baja frecuencia LF 30-300 KHz 10-1 km Media frecuencia MF 300—3000 KHz 1 km—1OO m Alta frecuencia HF 3-30 MHZ 100-10 m Muy alta frecuencia VHF 30-300 MHz 10-1 m Ultra alta frecuencia UHF 300-3000 MHZ 1 m-100 mm Súper alta frecuencia SHF 3-30 GHZ 100-10 mm Extra alta frecuencia EHF 30-300 GHz 10—1 mm

la sub-banda UHF es la infraestructura necesaria e imprescindible sobre la cual se realiza la difusión de los servicios hercianos de televisión terrestre,

Es la parte del espectro electromagnético situado, aproximadamente, entre los 3 KHz y los 300 GHz y es la parte más utilizada para las telecomunicaciones inalámbricas.

¿Qué es el ancho de banda?

Capacidad de un sistema de telecomunicaciones dependerá de los bits por segundo y hercio que proporcione la tecnología, el total de MHZ disponibles y las veces que se puedan reutilizar los mismos MHZ.

La capacidad o ancho de banda son los bits por segundo y por hercio que la tecnología será capaz de transportar.

la capacidad depende del uso eficiente del espectro (bits/s/Hz), pero también del total de espectro disponible.

Capacidad de transmitir información en un determinado rango de frecuencias.

¿Qué es la propagación?

la frecuencia de trabajo, el tipo de servicio a prestar, la potencia de emisión y la relación señal a ruido en recepción son clave para el diseño de los sistemas de telecomunicaciones ya que determinarán el número de sitios transmisores, las potencias de emisión, la cobertura y la recepción de los usuarios.

El diseño de la red se realiza en función del servicio a prestar y es independiente de la capacidad de cada tecnología para prestar distintos servicios.

La propagación se podría definir como lo lejos que llega una onda.

diseño de la red para dar cobertura dependerá de la frecuencia de trabajo, pero también del tipo de servicio a prestar.

El diseño de la red para dar cobertura dependerá de la frecuencia de trabajo, pero también del tipo de servicio a prestar.

Propagación dependerá inversamente de la frecuencia.

Mayor frecuencia, menor propagación para un mismo sistema de telecomunicaciones.

La velocidad de propagación se define como la distancia que recorre un punto de la onda por unidad de tiempo.

¿Qué es una onda electromagnética?

Capacidad o no de penetración en distintos medios.

Dependiendo de la onda (básicamente en función de su frecuencia), puede atravesar o no la pared de una casa, la caja de un ascensor, la parte alta de la atmósfera o el agua.

Las ondas electromagnéticas no necesitan un medio físico o material para su propagación.

basan en los fenómenos físicos derivados de la oscilación coordinada de ambas componentes.

Las ondas electromagnéticas se ordenan en función de su frecuencia/ longitud de onda y cada banda de frecuencias tiene unos usos y propiedades distintas.

Se desplazan a la velocidad de la luz, ya sea por el vacío, por el aire o atravesando algunos materiales (paredes de edificios).

Tienen una componente eléctrica y otra magnética.

¿Qué hace el espectro en un libro como este?

El espectro electromagnético lo conforman ondas electromagnéticas que se propagan por el espacio libre

Permite el intercambio de infromación entre 2 o más puntos.

Es un recurso natural limitado, de dominio público.

Ejemplos: Servicios de TV, RADIO, Comunicaciones móviles, Wifi o el satélite.

Es un canal de transmisión sin hilos.

Terrestrial Microwave Microondas terrestres

Para lograr la transmisión a larga distancia, una serie de microondas se utilizan torres de retransmisión, y los enlaces de microondas punto a punto.

Un tamaño típico es de unos 3 m de diámetro

La instalación de microondas requiere muchos menos amplificadores o repetidores que el cable coaxial a la misma distancia.

requiere una transmisión con línea de vista.

La antena está fijada de forma rígida y enfoca un haz estrecho para lograr una transmisión con línea de vista a la antena receptora.

El tipo más común de antena de microondas es el "plato" parabólico.

Shannon Capacity Capacidad de Shannon

El teorema de Shannon desafortunadamente no sugiere un medio para encontrar tales códigos, pero sí proporciona un criterio por el cual el desempeño de los planes de comunicación práctica puede ser medido.

Cuanto más altos sean los datos, más daño puede hacer el ruido no deseado.

La relación señal-ruido es importante en la transmisión de datos digitales porque establece el límite superior de la tasa de datos alcanzable

Un SNR alto significará una señal de alta calidad.

Para un determinado nivel de ruido, nosotros esperaría que una mayor fuerza de la señal mejorara la capacidad de recibir datos correctamente en presencia de ruido.

El parámetro clave involucrado en este razonamiento es la relación señal-ruido (SNR, o S/N), que es la relación de la potencia de una señal con la potencia contenida en el ruido que está presente en un punto particular de la transmisión.

Cuanto más ancho de banda, más ruido se admite en el sistema. Por lo tanto, a medida que B aumenta, El SNR disminuye.

Shannon demostró que si la tasa de información real en un canal es menor que la capacidad libre de errores, entonces es teóricamente posible utilizar una señal adecuada para lograr una transmisión sin errores a través del canal.

La fórmula de Nyquist: al duplicar el ancho de banda se duplica la tasa de datos. Ahora considera la relación entre la tasa de datos, el ruido, y la tasa de error.

La presencia de ruido puede corromper uno o más bits. Si la tasa de datos se incrementa, entonces los bits se vuelven "más cortos" en el tiempo.

A un nivel de ruido dado, cuanto mayor sea la velocidad de datos, más alta es la tasa de error.

más bits se ven afectados por un determinado patrón de ruido.

Nyquist Bandwidth Ancho de banda de Nyquist

M es el número de elementos de señal discreta o niveles de voltaje.

El ruido y otras deficiencias en la línea de transmisión limitarán el valor práctico de M.

Esto supone una mayor carga para el receptor: En lugar de distinguir uno de los dos posibles elementos de la señal durante cada vez que la señal se produce, debe distinguir una de las posibles señales M.

Nyquist, establece que si la tasa de transmisión de la señal es de 2B, entonces una señal con frecuencias no mayores que B es suficiente para llevar la velocidad de la señal.

El ruido y otras deficiencias en la línea de transmisión limitarán el valor práctico de M.

Un ancho de banda dado, la tasa de datos puede ser incrementada aumentando la número de elementos de señal diferentes.

Cada elemento de la señal puede representar más de un bit. Por ejemplo, si se utilizan cuatro posibles niveles de voltaje como señales, entonces cada elemento de la señal puede representar dos bits.

Señalización multinivel

consideremos el caso de un canal que no tiene ruido

la limitación de la velocidad de los datos es simplemente el ancho de banda de la señal.

Channel Capacity Capacidad del canal

Tasa de error: Esta es la tasa en la que se producen los errores, donde un error es la recepción de un 1 cuando se transmitió un 0 o la recepción de un 0 cuando se transmitió un 1.

Ancho de banda: Este es el ancho de banda de la señal transmitida como limitada por el transmisor y la naturaleza del medio de transmisión, expresada en ciclos por segundo, o Hertz.

La velocidad máxima a la que pueden transmitirse los datos a través de una determinada vía de comunicación, o canal, en determinadas condiciones se denomina capacidad del canal.

Para los datos digitales, esto significa que nos gustaría obtener una velocidad de datos tan alta como sea posible en un límite particular de tasa de error para una banda dada.

La principal limitación para lograr esta eficiencia es el ruido.

Ruido: Para esta discusión, estamos preocupados por el nivel promedio de ruido sobre la ruta de comunicaciones.

La velocidad de los datos: Esta es la velocidad, en bits por segundo (bps), a la que los datos pueden ser comunicados.

Una variedad de impedimentos pueden distorsionar o corromper una señal.

Una deficiencia común es ruido.

el ruido es algo que degrada la calidad de la señal

Analog and Digital Transmission Transmisión analógica y digital

Una señal digital sólo puede propagarse de manera limitada, antes de que la atenuación ponga en peligro la integridad de los datos.

La misma técnica puede utilizarse con una señal analógica si la señal lleva datos digitales.

El dispositivo de retransmisión recupera los datos de la señal analógica, generando una nueva y limpia señal analógica. Así, el ruido es no acumulativo.

Para lograr una mayor distancias, se utilizan repetidores

Un repetidor recibe la señal digital, recupera la patrón de unos y ceros, y retransmite una nueva señal. Así, la atenuación es superadA.

Para lograr distancias más largas, el sistema de transmisión analógica incluye amplificadores que aumentan la energía de la señal.

El amplificador también aumenta los componentes de ruido

los datos digitales transmitidos como señales analógicas, los amplificadores en cascada introducen errores.

Con los amplificadores en cascada para lograr una larga distancia, la señal se distorsiona cada vez más.

La transmisión analógica es un medio de transmitir señales analógicas sin tener en cuenta su contenido.

La transmisión digital, en cambio, se ocupa del contenido de la señal.

la señal analógica sufrirá una atenuación que limitará la longitud del enlace de transmisión.

Tanto las señales analógicas como las digitales pueden ser transmitidas en medios de transmisión adecuados.

Analog and Digital Signaling Señalización analógica y digital

Datos analógicos, señal analógica: Los datos analógicos son fácilmente convertidos a una señal analógica

Datos analógicos, señal digital: La conversión de los datos analógicos a la forma digital permite el uso de equipos modernos de transmisión y conmutación digital de datos analógicos.

Una señal digital es una secuencia de pulsos de voltaje que puede ser transmitida sobre un medio de alambre de cobre

La principal desventaja es que las señales digitales sufren más de atenuación que las señales analógicas.

El nivel de voltaje negativo puede representar el binario 1.

un nivel de voltaje positivo constante puede representar un 0 binario y una constante

Una señal analógica es una onda electromagnética que varía continuamente y que se puede propagar a través de una variedad de medios.

dependiendo de la frecuencia

y la atmósfera o la propagación espacial (inalámbrica)

cable de fibra óptica

como el par trenzado y el cable coaxial

atos digitales, señal analógica: Algunos medios de transmisión, como la fibra óptica y satélite, sólo propagará señales analógicas.

Datos digitales, señal digital: En general, el equipo para codificar datos digitales en una señal digital es menos compleja y menos costosa que la digital-analógica equipo.

Las principales ventajas de la señalización digital son que generalmente es más barata que la señalización analógica y es menos susceptible a las interferencias de ruido.

Los datos se propagan de un punto a otro por medios de señales electromagnéticas.

Analog and Digital Data Datos analógicos y digitales

Los datos digitales toman valores discretos

datos, señales y transmisión

La transmisión es la comunicación de los datos por la propagación y el procesamiento de las señales.

Señales son representaciones eléctricas o electromagnéticas de datos.

definimos los datos como entidades que transmiten significado, o información.

Los datos analógicos asumen valores contínuos en algún intervalo.

Los términos analógico y digital

continuo y discreto

Relationship between Data Rate and Bandwidth Relación entre la tasa de datos y el ancho de banda

Cuanto más limitado sea el ancho de banda, mayor será la distorsión y mayor es el potencial de error del receptor.

cualquier forma de onda digital que utilice pulsos rectangulares tendrá un ancho de banda infinito.

Si intentamos transmitir esta forma de onda como una señal a través de cualquier medio, la transmisión- limitará el ancho de banda que puede ser transmitido.

Existe una relación directa entre la capacidad de transporte de información de una señal y su ancho de banda:

Cuanto mayor es el ancho de banda, mayor es la información que se transmite capacidad.

Frequency Domain Concepts Conceptos del dominio de la frecuencia

El espectro de una señal es el rango de frecuencias que contiene.

Al sumar suficientes señales sinusoidales, cada una con la apropiada amplitud, frecuencia y fase, se puede construir cualquier señal electromagnética.

Cuando todos los los componentes de frecuencia de una señal son múltiplos enteros de una frecuencia, esta última frecuencia se denomina frecuencia fundamental.

Dicho de otra manera, cualquier señal electromagnética puede demostrarse que consiste en una colección de señales analógicas periódicas (ondas sinusoidales) a diferentes amplitudes, frecuencias y fases.

El período de la señal total es igual al período de la frecuencia fundamental

Una señal electromagnética estará compuesta por muchas frecuencias