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Señales y Transmisión de Datos



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CONCEPTOS BASICOS DE TRANSMISION DE DATOS Los datos se transmiten a través de caminos de comunicación, usando señales eléctricas y secuencias de bits para representar numero y letras o también a través señales luminosas como en el caso de fibras ópticas Características de la Transmisión Un bit que viaja por un camino de comunicaciones es en realidad una representación del estado eléctrico u óptico de la línea durante un cierto periodo de tiempo. El bit 1 se puede representar situando en la línea una señal eléctrica fuerte durante una pequeña fracción de segundo. Y el bit 0 se representaría durante una señal de bajo nivel durante el mismo periodo de tiempo La materia esta compuesta por partículas básicas que pueden contener una carga eléctrica . Algunas partículas llamadas electrones y protones, que tienen respectivamente, polaridad negativa y positiva, se agrupan de una forma ordenada para formar los átomos; las cargas negativas y positivas se atraen estabilizando el átomo. Para generara un flujo de corriente eléctrica se introduce una carga eléctrica en un extremos del camino de comunicaciones o conductor.
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SEÑALES ANALOGICAS La mayoría de las señales consiste en ondas oscilantes, como se muestran en la figura: Dicha señal se denomina analógica por su característica de continuidad Dicha señal se denomina analógica por su característica de continuidad La señal oscilante tiene tres características que se pueden modificar para que se transmitan los datos generados por la computadora Amplitud Frecuencia Fase (Gp:) Frecuencia (Gp:) Ciclo 1 (Gp:) Ciclo 2 (Gp:) Ciclo 3 (Gp:) Ciclo 4 (Gp:) + (Gp:) -
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SEÑALES DIGITALES Otro método usual consiste en usar una onda cuadrada simétrica como la que se ve en la figura: La onda cuadrada representa un tensión que se conmutan instantáneamente de una polaridad positiva a una polaridad negativa. La transmisión digital supone el empleo de repetidores regenerativos, solo es necesario detectar la ausencia de un impulso (0 binario) o la presencia de un impulso (1 binario) después la señal aparece completamente reconstruida. Los repetidores crean una señal de tanta calidad como la original , las señales digitales pueden soportar mas distorsión, interferencias y una relación señal/ruido superior que las señales analógicas Ventajas de la transmisión digital (Gp:) 0 (Gp:) 1 (Gp:) 1 (Gp:) 0 (Gp:) 0 (Gp:) 0 (Gp:) 0 (Gp:) 0 (Gp:) Secuencias de Bits (Gp:) Impulsos digitales antes de la transmisión
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La amplitud o tensión se determina por la cantidad de carga eléctrica insertada en el cable. Esta tensión se puede poner a nivel alto o bajo dependiendo del estado binario; esto es, 1 o 0. Otra característica eléctrica es la potencia la cual determina hasta que distancia se puede propagar la señal. AMPLITUD Frecuencia (Gp:) Ciclo 1 (Gp:) Ciclo 2 (Gp:) Ciclo 3 (Gp:) Ciclo 4 (Gp:) 5 V (Gp:) -3 V (Gp:) 3 V (Gp:) -5 V
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La señal se distingue también por su frecuencia, es decir el número de oscilación completa de la onda durante cierto periodo de tiempo. La frecuencia se mide en oscilaciones por segundo, la industria eléctrica ha definido la unidad en un hertzio (Hz) que significa una oscilación por segundo . FRECUENCIA Otros términos que también se utilizan para describir el hertzio son el baudio y los ciclos por segundo Dicha frecuencia se puede manipular dándole valores altos o bajos para poder representar los estados binarios 1 y 0 -5 V (Gp:) Ciclo 1 (Gp:) Ciclo 2 (Gp:) Ciclo 3 (Gp:) Ciclo 4 (Gp:) 5 V (Gp:) -3 V (Gp:) 3 V (Gp:) Frecuencia
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FASE La fase de la señal indica el punto que ha alcanzado la señal en su ciclo: en la figura la fase de la señal son las siguientes: La manera de representar 0 y 1 mediante esta técnica es por medio del defasaje de la señal, representando el 0 con ¼ de ciclo y el 1 con ¾ de ciclo ¼ de ciclo ½ de ciclo ¾ de ciclo 1 ciclo completo (Gp:) 180° (Gp:) 0° (Gp:) 90° (Gp:) 270° (Gp:) 0° (Gp:) 90° ó 1/4 (Gp:) 180° ó 1/2 (Gp:) 270° ó 3/4 (Gp:) 360° o Completo
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Las distorsiones se pueden dividir en: Sucesos Aleatorios y Sucesos No Aleatorios. Los Sucesos Aleatorios no se pueden predecir; a diferencia de los Sucesos No Aleatorio que son predecibles, por lo tanto de pueden aplicar mecanismos preventivos DISTORSIONES DE TRANSMISION Distorsiones Aleatorias Distorsiones No Aleatorias Ruido de impulso Desvanecimiento de la señal radio Ecos Atenuación Retardo Distorsión de voltaje
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DISTORCIONES DE TRANSMICION Distorsiones Aleatorios Ruido de impulso: existen muchas fuentes de ruido de impulso. Todos los efectos electrónicos no deseados como cambios de tensión, ruido de marcación, malos ajustes eléctricos y movimiento de juntas eléctricas mal conectadas La secuencia binaria original representa el numero 281 en base 10. En la figura 1 los datos se reciben tal como se enviaron. Si se introduce ruido de impulso como en la figura 2 se produce una alteración de los bits y el número 281 pasa a ser el 347 como muestra en la figura 3
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Desvanecimiento de la señal radio: este fenómeno se manifiesta de dos formas DISTORCIONES DE TRANSMICION Distorsiones Aleatorios Desvanecimiento selectivo: ocurren cuando las condiciones atmofericas envían una transmisión hasta el punto que las señales alcanza el receptor en trayectorias ligeramente diferentes. Estas trayectorias resultantes pueden originar interferencia y errores en los datos. (Gp:) Condiciones atmosféricas
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Desvanecimiento de la señal radio: este fenómeno se manifiesta de dos formas Ecos DISTORCIONES DE TRANSMICION Distorsiones Aleatorios Desvanecimiento plano: tiene lugar durante la niebla y cuando el terreno circundante se encuentra muy húmedo. Estas condiciones cambian las características eléctricas de la atmósfera. Una parte de la señal transmitida es refractada y no alcanza la antena receptora. Condiciones del terreno
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Cambios de fase : En algunas ocaciónes un ruido de impulso cambia la fase de la señal, el cambio normalmente es de corta duración. La fase puede alterarse y posteriormente volver a su estado original. Si esto no ocurre así puede originarse errores en los datos DISTORCIONES DE TRANSMICION Distorsiones Aleatorios DISTORCIONES DE TRANSMICION Distorsiones Aleatorios
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DISTORCIONES DE TRANSMICION Distorsiones No Aleatorios Atenuación Retardo Distorsión de voltaje ATENUACION: La intensidad de una señal se va atenuando (decae) a medida que avanza a través del canal de transmisión. El nivel de atenuación depende de la frecuencia de la señal, del medio de transmisión y la longitud del circuito. RETARDO: Una señal está formada por muchas frecuencias, estas frecuencias no viajan a la misma velocidad y por ello alcanzan al receptor en instantes distintos.Los retardos excesivos crean errores conocidos como “Distorsión por retardo”.
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METODOS DE TRATAMIENTO DE ERRORES Verificación de Redundancia Vertical (VRC) Verificación de RedundanciaLongitudinal (LRC) Verificación de Redundancia Cíclica (CRC) La mayoría de los métodos empleados para la detección de errores de datos añaden bits redundantes al final del mensaje. La configuración real de bits redundantes se obtiene a partir de la secuencia de bits de datos Algunas de las técnicas mas utilizadas son:
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METODOS DE TRATAMIENTO DE ERRORES Verificación de Redundancia Vertical (VRC): Consiste en la adicion de un bit(bit de paridad) a cada cadena de bits que forman un carácter. Este bit se pone a 1 o a 0 dependiendo de si se quiere que el número de bits a 1 sea par o impar. El bit de paridad se inserta en la estación transmisora, se envia con cada carácter del mensaje y se verifica en el receptor para determinar si la paridad de cada carácter es correcta. Si durante una transmición se produce una perturbación que cambia un bit de 1 a 0 o de 0 a 1, la verificación de paridad detectará este hecho.
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METODOS DE TRATAMIENTO DE ERRORES Verificación de Redundancia Longitudinal (LRC): En lugar de un bit de paridad en cada carácter se, la técnica LRC emplea la paridad (par o impar) a nivel de un bloque entero de caracteres. La verificación de bloque proporciona un método mejor para detectar los errores que se produzcan en los caracteres . Se emplea normalmente junto con VRC, y se denomina entonces codigo bidimensional de verificación de paridad bidimensional. Bits en Caracteres 1 2 3 . . . . . . N LRC 1 0 1 0 0 2 1 0 0 0 3 1 0 1 1 4 0 0 1 0 5 0 1 0 0 6 1 0 1 1 7 0 0 1 0 VRC 0 1 1 1
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METODOS DE TRATAMIENTO DE ERRORES Verificación de Redundancia Cíclica (CRC): Se divide la secuencia de datos del usuario por un número binario predeterminado. El resto resultante se añade al mensaje como campo de CRC. La secuencia de datos sufre en el extremo receptor la misma operación y a continuación se compara con el campo CRC. Si los dos valores son idénticos, el mensaje se acepta como correcto.