Indice
1. Breve
introducción
2. Tipos de transmisión de
datos
3. Modos de transmisión de
datos
4. Ventajas de la transmisión
digital
5. Modulación de
pulsos
6. Muestreo y reproducción de
señales
El simple hecho de ser seres humanos n os hace
desembolvernos en medios donde
tenemos que usar comunicarnos. Por eso la gran importancia de la
transmisión y la recepción de información.
2. Tipos de
transmisión de datos
Transmisión Análoga
En un sistema
analógico de transmisión tenemos a la salida de
este una cantidad que varia continuamente.
En la transmisión analógica, la
señal que transporta la información es continua, en la señal
digital es discreta. La forma más sencilla de
transmisión digital es la binaria, en la cual a cada
elemento de información se le asigna uno de dos posibles
estados.
Para identificar una gran cantidad de información
se codifica un número específico de bits, el cual
se conoce como caracter. Esta
codificación se usa para la información e
escrita.
Ej: Teletipo = Servicio para
la transmisión de un telegrama.
La mayor de las computadoras
en servicio hoy
en día utilizan u operan con el sistema
binario por lo cual viene más la transmisión
binaria, ya sea de terminal a computadora o
de computadora a
computadora.
Transmisión Digital
En la transmisión digital existen dos notables
ventajas lo cual hace que tenga gran aceptación cuando se
compara con la analógica. Estas son:
- El ruido no se
acumula en los repetidores. - El formato digital se adapta por si mismo de manera
ideal a la tecnología de estado
sólido, particularmente en los circuitos
integrados.
La mayor parte de la información que se transmite
en una red portadora
es de naturaleza
analógica,
Ej: La voz
El vídeo
Al convertir estas señales al formato digital se
pueden aprovechar las dos características anteriormente
citadas.
Para transmitir información digital(binaria 0
ó 1) por la red telefónica, la
señal digital se convierte a una señal
analógica compatible con la el equipo de la red y esta
función se realiza en el Módem.
Para hacer lo inverso o sea con la señal
analógica, se usan dos métodos
diferentes de modulación:
La modulación por codificación de
pulsos(MCP).
Es ventajoso transmitir datos en forma
binaria en vez de convertirlos a analógico. Sin embargo,
la transmisión digital está restringida a canales
con un ancho de banda mucho mayor que el de la banda de la
voz.
Transmisión Asíncrona.
Esta se desarrolló para solucionar el problema de
la sincronía y la incomodidad de los equipos.
En este caso la temporización empieza al comienzo
de un caracter y termina al final, se añaden dos elementos
de señal a cada caracter para indicar al dispositivo
receptor el comienzo de este y su terminación.
Al inicio del caracter se añade un elemento que
se conoce como "Start Space"
(espacio de arranque),y al final una marca de
terminación.
Para enviar un dato se inicia la secuencia de
temporización en el dispositivo receptor con el elemento
de señal y al final se marca su
terminación.
Transmisión Sincronía
Este tipo de transmisión se caracteriza porque
antes de la transmisión de propia de datos, se
envían señales para la identificación de lo
que va a venir por la línea, es mucho mas eficiente que la
Asincrona pero su uso se limita a líneas especiales para
la
comunicación de ordenadores, porque en líneas
telefónicas deficientes pueden aparecer problemas.
Por ejemplo una transmisión serie es Sincrona si
antes de transmitir cada bit se envía la señal de
reloj y en paralelo es sincrona cada vez que transmitimos un
grupo de
bits.
Transmisión de datos en serie
En este tipo de transmisión los bits se trasladan
uno detrás del otro sobre una misma línea,
también se transmite por la misma línea.
Este tipo de transmisión se utiliza a medida que
la distancia entre los equipos aumenta a pesar que es más
lenta que la transmisión paralelo y además menos
costosa. Los transmisores y receptores de datos serie son
más complejos debido a la dificultad en transmitir y
recibir señales a través de cables
largos.
La conversión de paralelo a serie y viceversa la
llevamos a cabo con ayuda de registro de
desplazamiento.
La transmisión serie es sincrona si en el momento
exacto de transmisión y recepción de cada bit esta
determinada antes de que se transmita y reciba y asincrona cuando
la temporizacion de los bits de un caracter no depende de la
temporizacion de un caracter previo.
Transmisión en paralelo.
La transmisión de datos entre ordenadores y
terminales mediante cambios de corriente o tensión por
medio de cables o canales; la transferencia de datos es en
paralelo si transmitimos un grupo de bits
sobre varias líneas o cables.
En la transmisión de datos en paralelo cada bit
de un caracter se transmite sobre su propio cable. En la
transmisión de datos en paralelo hay un cable adicional en
el cual enviamos una señal llamada strobe ó reloj;
esta señal le indica al receptor cuando están
presentes todos los bits para que se puedan tomar muestras de los
bits o datos que se transmiten y además sirve para la
temporización que es decisiva para la correcta
transmisión y recepción de los datos.
La transmisión de datos en paralelo se utiliza en
sistemas
digitales que se encuentran colocados unos cerca del otro,
además es mucho mas rápida que la serie, pero
además es mucho mas costosa.
3. Modos de
transmisión de datos
Según el sentido de la transmisión podemos
encontrarnos con tres tipos diferentes:
Simplex:
Este modo de transmisión permite que la
información discurra en un solo sentido y de forma
permanente, con esta formula es difícil la
corrección de errores causados por deficiencias de
línea. Como ejemplos de la vida diaria tenemos, la
televisión y la
radio.
Half Duplex.
En este modo, la transmisión fluye como en el
anterior, o sea, en un único sentido de la
transmisión de dato, pero no de una manera permanente,
pues el sentido puede cambiar. Como ejemplo tenemos los Walkis
Talkis.
Full Duplex.
Es el método de
comunicación más aconsejable, puesto
que en todo momento la
comunicación puede ser en dos sentidos posibles y
así pueden corregir los errores de manera
instantánea y permanente. El ejemplo típico
sería el teléfono.
RS-232C.
RS-232-C estándar, en informática, estándar aceptado por
la industria para
las conexiones de comunicaciones
en serie. Adoptado por la Asociación de Industrias
Eléctricas, el estándar RS-232-C recomendado (RS es
acrónimo de Recommended Standard) define las líneas
específicas y las características de señales
que utilizan las controladoras de comunicaciones
en serie. Con el fin de estandarizar la transmisión de
datos en serie entre dispositivos. La letra C indica que la
versión actual de esta norma es la tercera de una
serie.
Casi siempre el conector DB-25 va asociado con el
RS-232C, y se muestran las disposiciones de los contactos en las
figuras siguientes. Sin embargo, no está definido en el
estándar y algunos fabricantes utilizan otro conector en
gran parte de sus equipos.
Con este tipo de standard podemos transmitir y recibir
al mismo tiempo, puesto
que hay una patilla para cada una de las actividades.
Este tipo de standard tiene sus limitaciones en la
transmisión y recepción como lo es la limitante de
distancia, que es de 15 metros. Puede funcionar bien en
recorridos de cable mucho más lagos con todas las
velocidades pero siempre habrá riesgo de perdida
de datos.
La transmisión digital es la transmisión
de pulsos digitales, entre dos puntos, en un sistema de
comunicación. Con los sistemas de
transmisión digital, se requieren una facilidad física tal como un
par de alambres metálicos, un cable coaxial
o un vinculo de fibra
óptica para interconectar a los dos puntos en el
sistema. Los pulsos están contenidos dentro de y se
propagan con la facilidad de transmisión.
4. Ventajas de la
transmisión digital.
- La ventaja principal de la transmisión
digital es la inmunidad al ruido. Las
señales analógicas son más susceptibles
que los pulsos digitales a la amplitud no deseada, frecuencia
y variaciones de fases. - Se prefieren a los pulsos digitales por su mejor
procesamiento y multicanalizaciones que las señales
analógicas. Los pulsos digitales pueden guardarse
fácilmente, mientras que las señales
analógicas no pueden. - Los sistemas
digitales utilizan la regeneración de
señales, en vez de la amplificación de
señales, por lo tanto producen un sistema más
resistente al ruido que su contraparte
analógica. - Las señales digitales son más
sencillas de medir y evaluar. - Los sistemas
digitales están mejores equipados para evaluar un
rendimiento de error (por ejemplo, detección y
corrección de errores), que los sistemas
analógicos.
La modulación de pulsos incluye muchos métodos
diferentes para convertir información a forma de pulso
para transferirlos de una fuente a un destino. Los cuatro
métodos predominantes se describen a
continuación:
- PWM . Este método a
veces se llama modulación de duración del pulso
(PDM) o modulación de longitud del pulso (PLM). El ancho
del pulso (porción activa del ciclo de trabajo) es
proporcionar a la amplitud de la señal
analógica. - PPM . La posición de un pulso de ancho
constante, dentro de una ranura de tiempo
prescrita, varia de acuerdo a la amplitud de la señal
analógica. - PAM . La amplitud de un pulso de longitud constante y
de ancho constante varia de acuerdo a la amplitud de la
señal analógica. - PCM . La señal analógica se prueba y se
convierte a una longitud fija, numero binario serial para
transmisión. El numero binario varia de acuerdo a la
amplitud de la señal analógica.
PAM se usa como una forma intermedia de
modulación, con PSK, QAM y PCM,
aunque raramente se use sola. PWM y PPM se usan en los
sistemas de comunicación, de propositos especiales (
normalmente para el ejército ), pero raramente se usan
para los sistemas comerciales. PCM es, por mucho, el metodo mas
prevalente de modulacion de
pulsos y consercuentemente, será el tema de
discusión, análisis e implementación en lo que
respecta a nuestro proyecto de
tesis y
circuitos
complementarios.
PCM es un sistema
binario; un pulso o ausencia de pulso, dentro de una ranura
de tiempo prescrita representa ya sea una condición de
lógica
cero.
Los sistemas PCM se están haciendo cada vez
más importantes, debido a ciertas ventajas inherentes
sobre otros tipos de sistemas de modulación. Algunas de
estas ventajas son las siguientes :
- En comunicación a larga distancia, las
señales PCM pueden regenerarse completamente en
estaciones repetidoras intermedias porque toda la
información está contenida en el código.
En cada repetidora se transmite una señal esencialmente
libre de ruido. Los efectos del ruido no se acumulan y
sólo hay que preocuparse por el ruido de la
transmisión entre repetidoras adyacentes. - Los circuitos de
modulación y demodulación son todos digitales,
alcanzando por ello gran confiabilidad y estabilidad,
adaptándose rápidamente al diseño lógico de circuito
integrado. - Las señales pueden almacenarse y escalarse en
el tiempo eficientemente. Por ejemplo, los datos de PCM pueden
generarse en un satélite orbital una vez por minuto
durante una órbita de 90 minutos y después
retransmitirse a una estación terrestre en
cuestión de pocos segundos. Las memorias
digitales realizan el almacenaje muy
eficientemente. - Puede usarse un código eficiente para reducir
la repetición innecesaria (la redundancia) en los
mensajes. Por ejemplo, si se desea enviar "Una Feliz Navidad y un
Próspero Año Nuevo" a un amigo distante por
telegrama, es mucho más eficaz asignar un código
(un número) a este mensaje redundante y enviar el
código (el número). En la estación
receptora, el decodificador reconoce el código y escribe
el mensaje. - Una codificación adecuada puede reducir los
efectos del ruido y la interferencia. Como ser verá
pronto, el ancho de banda puede intercambiarse por potencia de
la señal; como el PCM puede escalarse en el tiempo, este
también puede intercambiarse por potencia de
la señal. El diseñador de sistemas de
comunicación tiene, pues, mayor flexibilidad en el
diseño de un sistema PCM para satisfacer
determinados criterios de funcionamiento.
Ahora se dedicara alguna atención a las
cuestiones prácticas de la generación de PCM. La
operación central es la del convertidor de
análogo a digital (A/D), es decir, codificar
señales análogas en códigos
digitales.
6. Muestreo y
reproducción de señales
El muestreo es un
método utilizado en la modulación de impulsos para
identificar la señal de información mediante una
secuencia de impulsos que representan información en un
momento particular.
La muestra natural
es un tipo de señal muestreada en la cual la
cúspide de cada impulso de muestra sigue a
la señal de información durante el tiempo de
duración del impulso de la señal de
muestreo.
El principio del muestreo establece que la
información puede ser reconstruida, filtrando, cuando la
frecuencia de señal de muestreo (FS) (velocidad de
muestreo) es más de dos veces mayor que la frecuencia
máxima de la señal de información
(FM).
La velocidad de
Nyquist es una condición que se produce cuando la
frecuencia de la señal de muestreo es igual al doble de la
frecuencia máxima de la señal de información
(FS = 2 FM, donde FS es la frecuencia de la señal de
muestreo y FM es la frecuencia máxima de la señal
de información).
La reconstrucción de señales es el
proceso
consistente en recuperar información a partir de una
señal muestreada. En el receptor, un filtro pasabajos
filtra la señal muestreada y deja salir la
información reconstruida que es una replica de la
información original.
Cuando se transmite información en señales
ultraaltas, la potencia requerida por el equipo de
transmisión constituye un importante elemento de
consideración. Uno de los métodos para reducir la
potencia consiste en reducir la información en
pequeñas muestras. Como resultado, solo se transmiten
porciones de información y la onda "modulada por pulsos"
permanece inactiva la mayor parte del tiempo. Se requiere un
número suficiente de muestras para permitir la
reconstrucción de la información total. Puede
probarse matemáticamente que una señal muestreada a
un ritmo dos veces mayor que el componente de frecuencia
significativo superior (conocido como la velocidad de Nyquist)
puede ser reconstruida en el receptor con un alto grado de
precisión.
Autor:
Luis Ernesto
luis.ernesto[arroba]codetel.net.do