TRANSMISIÓN DE DATOS (NIVEL FISICO)
CONCEPTOS
El nivel físico define las características eléctricas de la transmisión.
Señal: onda electromagnética que se transmite, propaga por un medio de transmisión. Las señales se representa con un voltaje o una intensidad. Los diferentes tipos de señales son:
- Continuas: señal que no tiene saltos temporales. Función del tiempo (señal) continua (sin saltos).
- Discretas: señal que tiene discontinuidades.
Dominio temporal: representación de una señal en el tiempo.
Dominio frecuencial: representación de una señal en el eje de frecuencias. Esta representación se realiza mediante una transformación (transformación de Fourier).
Ancho de Banda: de la señal se define como aquellas componentes frecuenciales que contienen la energía de la señal. Si recuperamos estas señales recuperamos la señal. Función de transferencia: función que depende de las frecuencias, esta función da el rango de frecuencias en las cuales oscila un circuito determinado.
Transmisión analógica: el receptor recupera con la máxima fidelidad la señal transmitida. El receptor ha de redibujar la misma forma de onda del transmisor. Una señal discreta se podría transmitir con la transmisión analógica, pero hay señales discretas que no.
Transmisión digital: esta transmisión define símbolos. El receptor toma decisiones durante un tiempo fijo para decidir que símbolo se ha recibido. En cada símbolo encapsula un número determinado de bits.
Velocidad de transmisión (Vt): número de bits que se transmite por unidad de tiempo (por segundo). Se mide en bits por segundo (bps)
Velocidad de modulación (Vm): número de símbolos que se transmite por segundo. Se mide en baudios. Vt = n•Vm = Vm•log2M n= # bits m=# símbolos
Tenemos que:
Vm=1/Tsimbolo, y que la frecuencia fundamental (la que lleva la mayor parte de la energía de la onda) es: fs=1/Ts. i la frecuencia de las señales restantes es fi = i• fs. Donde i es una constante.
Ancho de Banda: esto es el camino por el cual discurren los datos de la comunicación de la red
Por ejemplo: tenemos 2 símbolos (1 bit).
Vm= ; fs B.Ws (ancho de banda de la señal)= (fi-fs)= (i•fs-fs)= fs•(i-1) (i-1) = ancho de banda de la señal.
• Si Ts es muy grande entonces: Vm’= Si T’’s aumenta entonces V’’m disminuye fs baja (la frecuencia fundamental disminuye, i además el resto de las frecuencias se juntan) B.W. disminuye.
•Si Ts disminuye entonces: Vm’’= Si T’’s disminuye entonces V’’m aumenta fs aumenta (la frecuencia fundamental se dispara, i además el resto de las frecuencias se alejan unas de otras) B.W. aumenta.
Limite de la velocidad de modulación:
Si Ts es demasiado pequeña, tenemos el criterio de Nyquist, donde Vm(max)= 2•B.Wc (ancho de banda del canal) eso si no se produce distorsión.
Vm = 2•BWs Vm(max) = 2•BWc [BWs BWc]
Distorsión: Al aumentar la velocidad de transmisión se producen retardos en las frecuencias (interferencia intersimbólica)
La interferencia intersimbólica es la perdida de energía por parte de una de las señales.
Atenuación: reducción de la amplitud de la señal, es decir perdida de energía de la señal.
Esta atenuación se debe al viaje a través del cable o medio de la señal, por lo tanto podemos acabar perdiendo la señal ya que el receptor no puede discernir señales. Nosotros la potencia la medimos en dB y no en vatios por lo tanto tenemos que transformar esta potencia en vatios a decibelios.
P | dB = 10•log10• = 10• log10•P donde Pref=1wt L=P(atenuación)= 1. 10•log L= L (dB) = 10•log10 = (10•log10Pe) - (10•log10Pr) L(dB)= Pe(dB)-Pr(dB) Pr =Pe-L.
De un cable se da la atenuación mediante un parámetro () que indica la atenuación del material según su longitud en kilómetros.
Ruido: el ruido es una señal no deseada en el medio de transmisión. Un cable aunque no este conectado a ningún aparato, este tiene una señal eléctrica, a esto se le conoce como ruido. Hay diferentes tipos de ruido:
- Impulsivo: ruido influenciado por otros medios, equipos, o otras señales eléctricas (tormenta eléctrica crea el efecto click). Tampoco se debe poner equipos cerca de circuitos de alta tensión, ya que el campo electromagnético es muy grande y esto afecta a la comunicación
- Crosstalk (diafonia): debido a que en la red de telefónica, los cables están pegados unos a otros, formando un gran cable. Los hilos que forman parte de este cable actúan como receptores y emisores a la vez, y al irradiar los hilos puede haber otros hilos que capten esta irradiación y si esta energía capturada de otro hilo es mayor que la que transmite, es esta la que se recibe al final. En equipos que transmiten y reciben también puede haber estos problemas ya que la entrada y salida de información esta muy cercana. Este tipo de ruidos se puede eliminar mediante circuitos especializados.
- Térmico: este ruido esta asociado al movimiento de los electrones. Estos se agitan con la temperatura y por lo tanto existe una señal eléctrica. La potencia del ruido medida en vatios se la calcula mediante la siguiente fórmula:
N(watt) = k • T • BW donde k es la constante de Boltzman=1380310–23 J/ºK y T la temperatura en ºK
La relación señal ruido (SNR o S/N) nos indica como de bueno es un receptor. S indica la sensibilidad del receptor (mínima potencia en el receptor para poder detectar la señal).
La formula de Shanon indica la máxima velocidad a la que se puede transmitir por un medio, tal que la cantidad de errores es mínima (es decir que no nos afecta el propio ruido del cable).
Si superamos C seguro que encontraremos errores. Si se transmite a una velocidad menor o igual a C tendremos un sistema que recupera la señal sin errores.
