FASE 1

REDES LOCALES BÁSICAS

PRESENTADO POR:

MARISOL CONTRERAS PLAZAS

C.C 1.049.606.701

GRUPO

301121_23

TUTOR:

LEONARDO BERNAL ZAMORA

UNIVERSIDAD NACIONAL A DISTANCIA

ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS E INGENIERA

INGENIERIA ELECTRONICA

02 DE MARZO 2015

TUNJA

FASE 1

REDES LOCALES BÁSICAS

CUÁL ES LA DIFERENCIA ENTRE DATO Y SEÑAL. Dato: Cualquier entidad capaz de transportar información Señales: representación eléctrica o electromagnética de los datos QUE SE ENTIENDE POR SEÑALIZACIÓN. Señalización: la propagación física de una señal a través del medio adecuado. QUE ES LA TRANSMISIÓN DE DATOS Y CUÁL ES SU CLASIFICACIÓN.

Podemos llamar transmisión de datos a la transferencia de información, en forma de voz texto o imagen. Con la tecnología electrónica, esta información viaja a grandes distancias y a una velocidad muy alta.

La transmisión de datos entre dos computadoras se efectúa mediante tres tipos de conexión:

Conexión Directa

Conexión a Media Distancia

Conexión a gran Distancia

Conexión Directa

Este tipo de transmisión se le llama transferencia de datos online. Las informaciones digitales codificadas fluyen directamente desde una computadora hacia otra sin ser transferida a ningún soporte intermedio. Los datos pueden viajar a través de una interface serial o paralela.

Conexión a Media Distancia

Se conoce como conexión off - line. La información digital codificada se graba en un soporte magnético y se envía al centro de proceso de datos, donde será tratada por una unidad central o host.

Conexión a Gran Distancia

Mediante redes de comunicaciones de datos y a través de interfaces seriales y modems se consiguen transferencias de información a grandes distancia.

En cualquier tipo de conexión que tengamos, para realizar la transmisión de datos necesitamos unos medios de transmisión, físico y lógico, que son los que nos permitirán finalmente la realización efectiva de la transmisión. Esto no es mas que el medio de enlace a través del cual podemos conectar dos o más periféricos con la finalidad de transmitir información.

Antes de entrar en lleno a ver lo que se conoce como medios físicos de transmisión de datos, debemos poder identificar tres puntos muy importante en la transmisión de datos:

Los Canales de Transferencia de Datos.

Los Modos de Transmisión de Datos.

Formas de Conexión de Terminales.

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:

1. El ruido no se acumula en los repetidores. 2. 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

QUE SON LAS SEÑALES ANÁLOGAS Y LAS SEÑALES DIGITALES (CARACTERÍSTICAS).

Una señal analógica es una forma de onda continua que cambia suavemente en el tiempo. A medida que la onda se mueve de A a B, pasa a través de, e incluye un número infinito de valores en, su camino. Entonces un dato analógico por ejemplo es la voz humana. Cuando alguien habla se crea una onda continúa en el aire. Esta onda puede ser capturada por un micrófono y convertida en una señal analógica. Generalmente las señales se ilustran imprimiéndolas sobre un par de ejes perpendiculares. El eje vertical representa el valor o la potencia de la señal. El eje horizontal representa el paso del tiempo. La figura 2.1 ilustra una señal analógica. La curva que representa una señal analógica es suave y continua, pasando a través de un número infinito de puntos.

Características:

Señales Periódicas: Se repiten todos sus valores en un espacio de tiempo, es decir, cada cierto tiempo repiten la figura. Señales Aperiódicas: No repiten sus valores, y por tanto no podemos predecir su evolución. Período (T): Tiempo que tarde en ejecutar un ciclo, es decir en repetirse la señal. Unidades de medida del periodo: Segundos Submúltiplos: ms(milisegundos) µs(microsegundos) ns(nanosegundos) ps(picosegundos) Frecuencia(f): Número de ciclos que una señal periódica ejecuta por segundo. Unidad de Medida: Hercio (Hz) Multiplos: KHz (Kilohercios) Mhz(Megahercios) Ghz(Gigahercios) Thz(Terahercios) Frecuencia(f)=1/T (Herz)

T=1/t (segundos) Amplitud (A)= Altura o profundidad de la onda.

Una señal digital es discreta, es decir, solamente puede tener un número de valores definidos, a menudo tan simples como ceros y unos. La transición entre los valores de una señal digital es instantánea, como una luz que se enciende y se apaga. En la figura No. 1.10 se ilustra una señal digital. Las líneas verticales de la señal digital demuestran que hay un salto repentino entre un valor y otro de la señal. Las regiones planas y altas indican que estos valores son fijos. Una gran diferencia que existe entre la señal análoga y digital, es que la señal análoga cambia continuamente con respecto al tiempo, mientras que la señal digital cambia instantáneamente. Además de poder representarse con una señal analógica los datos también se pueden representar mediante una señal digital. Por ejemplo, un 1 se puede codificar como un voltaje positivo y un 0 como un voltaje cero.

Características:

Tambien son periódicas. Poseen un número discreto (limitado) de estados. Si el número de estados posibles es 2, se llaman señales digitales binarias; si poseen más de 2 estados, se llaman señales digitales multinivel. La duración de los pulsos es igual siempre en las señales que vamos a ver. Esta duración la llamamos “T”, y su unidad es el segundo, aunque se utilizan los submúltiplos. Velocidad de modulación(Vm): número de pulsos que una señal digital ejecuta por segundo, su unidad es badio. Vm=Nºdebits/Tiempo Vm=1/T Velocidad de transmisión: número de bits que se envían o reciben por segundo en un sistema de transmisión de datos. Vt=Vmx . Nº debits del pulso Velocidad de transferencia de datos: esta dada por la cantidad media de bits que setransmiten entre dos sistemas de datos. Vtrans= Cantidad de bits transmitidos tiempo empleado Capacidad de un Canal: es la velocidad de transmisión máxima que se puede alcanzar en el canal. Ancho de Banda En las redes de computadores, el ancho de banda a menudo se utiliza como sinónimo para la tasa de transferencia de datos - la cantidad de datos que se puedan llevar de un punto a otro en un período dado (generalmente un segundo). Señal en Banda Base Señal modulante (Que contiene en sí el mensaje a transmitir) tal y como se presenta en

su forma original, con su espectro sin corrimiento de frecuencia alguno. En los sistemas de transmisión, la banda base suele usarse para modular una portadora. Durante ese proceso se reconstruye la señal original de la banda base.

EN UNA SEÑAL QUE ES LA AMPLITUD, LA FRECUENCIA, EL PERIODO, LA FASE Y LA LONGITUD DE ONDA.

amplitud de un movimiento oscilatorio, ondulatorio o señal electromagnética es una medida de la variación máxima del desplazamiento u otra magnitud física que varía periódica o cuasiperiódicamente en el tiempo. Es la distancia entre el punto más alejado de una onda y el punto de equilibrio o medio.

Periodo y frecuencia:

El periodo es la cantidad de tiempo, en segundos, que necesita una señal para completar un ciclo.

La frecuencia es la cantidad de periodos o ciclos en un segundo, cuya magnitud son los Herzios (Hz).

El periodo y la frecuencia son inversos entre sí: 𝑓 = 1𝑇

𝑇 = 1𝑓 Si una señal no cambia en absoluto, su frecuencia es 0. Si una señal cambia instantáneamente su frecuencia es ∞.

Fase:

La fase describe la posición de la forma de onda relativa al instante de tiempo 0.

Se mide en grados o radianes (360º son 2π radianes).

LONGITUD DE ONDA (λ):

f) o el periodo (T) y la velocidad de propagación del medio (c).

𝜆 = 𝑐𝑓 = 𝑐. 𝑇

EXPLIQUE QUE ES EL ESPECTRO Y QUE ES EL ANCHO DE BANDA Y CUÁLES SON SUS CARACTERÍSTICAS

Espectro

Rango de frecuencias de una señal

Ancho de banda absoluto

Ancho del espectro

Ancho de banda efectivo

Normalmente ancho de banda

Banda más estrecha con las frecuencias que contienen la mayoría de la energía

Componente continua

Componente de frecuencia cero

Suma de componentes

Representación en dominio de la frecuencia

Señal con componente continúa

EXPLIQUE QUE ES LA MODULACIÓN Y CODIFICACIÓN DE DATOS (CUÁLES SON LOS TIPOS DE MODULACIÓN QUE EXISTEN).

La información se transmite en forma de señales, por lo que debe ser transformada antes de poder ser transportada a través de un medio de comunicación físico. Cómo transformar la información depende de su formato original y del formato usado por el hardware de comunicaciones. El primer paso es traducir la información a patrones digitales acordados (codificación de la información original) para ser almacenada en una computadora en forma digital (unos y ceros), para transportarlos fuera de la computadora es necesaria convertirlos en señales digitales, esto es una conversión digital a digital o codificación de los datos digitales dentro de una señal digital.

En general las posibilidades son mayores, en la codificación de la información puede darse una codificación de analógico a digital, y en la transmisión de información puede darse el caso de tener que convertir la información digital en señal analógica, que se denomina modulación de la señal digital, en otras ocasiones es una señal analógica la que se convierte en señal digital en lo que se conoce como digitalización de la señal, e incluso se puede dar la necesidad de convertir una señal analógica en analógica (modulación de la señal analógica).

Conversión digital a digital.

La conversión digital a digital, codifica los unos y ceros en una secuencia de pulsos de tensión que se puedan propagar por un medio de transmisión.

De todos los mecanismos usados para la codificación digital a digital, se van a tratar los más utilizados para la transmisión de datos, que se pueden agrupar en tres amplias categorías: Codificación Unipolar que usa una sola técnica; Codificación Polar, que tiene tres subcategorías NRZ, RZ y bifásica; y la codificación bipolar que tiene tres variantes AMI, B8ZS y HDB3.

Codificación unipolar.

La codificación es sencilla y primitiva, el sistema de transmisión funciona enviando pulsos de tensión por el medio de transmisión, habitualmente un hilo, hay un nivel de tensión para el 0 binario y otro nivel para el 1 binario. La polaridad del impulso indica si es positivo o negativo. La codificación se denomina unipolar porque usa únicamentec una polaridad, esta polaridad se asigna a uno de los estados binarios, habitualmente el 1, el otro estado binario, el 0, se representa por el nivel 0 de tensión. La imagen representa esta codificación, los 1 se codifican con valor positivo y los 0 con valor cero. Esta codificación es muy sencilla y tiene una implementación barata.

Sin embargo la codificacion unipolar tiene, al menos, dos problemas que la hacen poco deseable: una componente de corriente contínua DC y la sincronización.

Componente DC

La amplitud media de una señal con codificación unipolar no es cero, eso crea lo que se llama una componente de corriente continua (señal de frecuencia cero). Cuando una señal contiene una componente continua, no puede viajar a través de medios que no pueden gestionar este tipo de componentes.

Sincronización.

Cuando una señal no varía, el receptor no puede determinar el principio y el final de cada bit, por tanto la codificación unipolar puede tener problemas de sincronización siempre que el flujo de datos contenga una larga serie ininterrumpida de ceros o unos.

Codificacion Polar.

La codificación polar usa dos niveles de tensión, uno positivo y otro negativo, gracias al uso de dos niveles, en la mayoría de los métodos de codificación polar se reduce el nivel de tensión medio de la línea y se alivia el problema de la componente DC existente en la codificación unipolar, en incluso anulandola completamente.

De las muchas variantes existentes, las más populares son: Sin Retorno a Cero (NRZ, Nor Return to Zero), Retorno a Cero (RZ Return to Zero) y bifásica. La codificación NRZ incluye dos métodos: sin retorno a cero, nivel (NRZ-L) y sn retorno a cero invertido (NRZ-I). El método bifásico también tiene dos variantes: Manchester y Manchester diferencial.

Sin Retorno a Cero (NRZ)

En la codificación NRZ, el nivel de la señal es siempre positivo o negativo, los dos métodos más usuales son:

NZR-L. En esta codificación, el nivel de la señal depende del tipo de bit que representa, habitualmente un valor de tensión positiva indica que el bit es un 0 y un valor de tensión negativa indica que el bit es un 1 (o viceversa), por tanto el nivel de la señal depente del estado del bit. Pero cuando hay un flujo grande de ceros o unos en los datos puede surgir el problema de la sincronización.

NZR-I. En esta codificación, una inversión de la tensión representa un bit, es la transición entre el valor de la tensión positiva y negativa, no la tensión en si misma, lo que representa un bit. Un bit 0 se representa sin ningún cambio. NZR-I es mejor que NZR-L debido a la sincronización implícita provista por el cambio de señal cada vez que se encuentra un 1. La existencia de unos en el flujo de datos permite al receptor sincronizar su temporizador con la llegada real de la transmisión. Las tiras de ceros todavía pueden causar problemas.

La figura muestra las representaciones NZR-L y NZR-I de la misma serie de bits. En la secuencia NZR-L las tensiones positiva y negativa tienen un significado específico: positivo para el 0, negativo para el 1. En la secuencia NZR-I, las tensiones no tienen significado por si mismas, es el cambio de nivel la base para reconocer los unos. El siguiente enlace explica con mayor profundidad este modelo codificacion NZR Con retorno a cero (RZ)

Si los datos originales contienen tiras de unos o ceros, el receptor puede sufrir pérdidas por sincronización. Otra de las soluciones es incluir de alguna forma la sincronización dentro de la señal codificada, algo similar a la solución de NZR-I pero capaz de manejar tiras de unos y de ceros.

Para asegurar la sincronización debe haber un cambio de señal para cada bit, sea éste un 1 o un 0, el receptor puede usar estos cambios para construir, sincronizar o actualizar su

reloj. La codificación RZ usa tres valores, una tensión positiva, una negativa y el nivel nulo de tensión. En RZ, la señal cambia durante cada bit, de modo que al igual que en NZR-L un nivel positivo indica un 1 y un nivel negativo un 0, pero, a diferencia de NZR-L, a mitad del bit, la señal vuelve al nivel nulo de tensión. Por tanto un 1 se representa por una transición del nivel +V a 0V, y un bit 0 por la transición del nivel -V a 0V. La principal desventaja de la codificación RZ es que necesita dos cambios de señal para codificar un bit.

Bifásica.

En este método, la señal cambia en medio del intervalo de bit pero no vuelve al nivel nulo de tensión, sino que continua al nivel opuesto. Estas transiciones intermedias permiten la sincronización. En esta codificación existen dos métodos: Manchester y Manchester diferencial.

Manchester. La codificación Manchester usa la inversión en mitad de cada intervalo de bit para sincronizar y representar los bits. Una transición de positivo a negativo indica un 1 y una de negativo a positivo un 0. La codificación Manchester logra el mismo nivel de sincronización que RZ pero con sólo dos valores de tensión.

Manchester diferencial. En esta codificación, la inversión en la mitad del bit se usa para la sincronización pero la presencia o ausencia de una transición al principio del intervalo se usa para identificar al bit: una transición indica un 0 mientras que la ausencia indica un 1. Esta página detalla más cómo funcina la codificación: codificacion manchester

Codificación Bipolar

La Codificación bipolar usa tres niveles de tensión como la Polar RZ: positivo, nulo y negativo. Pero, a diferencia de ésta, el nivel tensión cero se usa para representar el bit 0. El bit 1 se representa alternando los niveles positivos y negativos, de forma que si el primer 1 se indica con tensión positiva, el segundo 1 tendrá tensión negativa, y el tercero volvería a tener tensión positiva. Hay tres tipos de codificación bipolar:

Bipolar con inversión de marca alternada AMI

Esta codificación bipolar es la más sencilla, en el nombre “inversión de marca alternada”, la palabra marca viene de la telegrafía y significa 1, por lo que AMI significa inversión a 1 alterno, siendo el valor de tensión nula o cero el bit 0, la figura muestra un ejemplo de esta codificación.

Existe una variante de esta codificación AMI bipolar denominada pseudoternaria en la que el bit 0 alterna entre valores positivos y negativos. Sin embargo si bien la codificación AMI resuelve el problema de la componente DC, y la sincronización cuando hay una larga serie de bits 1, no lo hace cuando la serie es de bits 0. Por ello se han desarrollado dos variantes para resolver este problema especialmente en las transmisiones a larga distancia, la primera se usa en Norteamérica y se denomina bipolar con sustitución de 8 ceros B8ZS, y la segunda, usada en Europa y Japón, denominada bipolar 3 de alta densidad HDB3.

Conversión Analógico a Digital.

Los métodos son: Modulación por ancho de pulsos (PAM), Modulación por codificación de pulsos (PCM)

Conversión de Digital a Analógico.

Existen tres mecanismos: Modulación por desplazamiento de amplitud (ASK), Modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK) y Modulación por desplazamiento de fase (PSK), además un cuarto mecanismo o Modulación de amplitud en cuadratura (QAM)

Conversión de Analógico en Analógico.

Tiene tres procedimientos: Modulación en amplitud (AM), Modulación en frecuencia (FM) y modulación en fase (PM)

QUE ES LA MILTIPLEXACION Y CUÁLES SON LOS TÉRMINOS QUE EXISTEN

• Es la compartición de un canal de comunicación de alta capacidad/velocidad por varias señales. Conjunto de técnicas que permiten la transmisión simultáneas de múltiples señales a través de un único enlace de datos.

Las tecnicas que se emplean son: • Multiplexación por división de frecuencias (FDM Frecuency-division Multiplexing). Se pueden transmitir varias señales simultáneamente modulando cada una de ellas en una frecuencia portadora diferente. Es una técnica analógica. Se puede aplicar cuando el ancho de banda del enlace físico es mayor que la suma de los anchos de bandas de las señales a transmitir. Las señales generadas por cada dispositivo emisor se modula usando distinta frecuencia portadora. Las frecuencias portadoras están separadas por tiras de ancho de banda sin usar (banda de guarda) para prevenir que las señales se solapen.

• Multiplexación por división de tiempo (TDM Time-división Multiplexing). Es un proceso digital. Se puede aplicar cuando la tasa de datos del enlace es mayor que la suma de las tasas de datos de los dispositivos emisores y receptores.

− TDM síncrona, que es cuando el multiplexor asigna siempre la misma ranura de tiempo a un dispositivo, tanto cuando tiene datos que transmitir que cuando no.

− TDM asíncrona no hay una asignación previa y permite transmitir, aunque la suma teórica de las tasas de bit de los emisores sea mayor que la del enlace. Cada trama

deben de incorporar una dirección para identificar a que dispositivo pertenecen los datos que están transmitiendo.

RDSI, ADSL, ATM, SONET utilizan técnicas de multiplexación. Estas tecnologías las veremos posteriormente.

• Mulplixación Inversa. Es el caso opuesto a la multiplexacion. Toma el flujo de una línea de alta velocidad y lo reparte entre varias de menor velocidad.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Leonardo B. Z. (2009). Módulo de Redes locales básico. Tunja. Universidad Nacional Abierta Y A Distancia.

Campus Virtual.(2014) Plataforma Redes locales básico UNAD. Universidad Nacional Abierta Y A Distancia.

Leonardo B. Z. (2015). Guía de trabajo colaborativo 1 comunicaciones industriales. UNAD. Universidad Nacional Abierta Y A Distancia.

Transmisión de datos y cuál es su clasificación. http://html.rincondelvago.com/medios-de-transmision.html

Transmisión de datos y cuál es su clasificación. http://www.monografias.com/trabajos5/transdat/transdat.shtml

La modulación y codificación de datos. http://www.google.com.co/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=7&ved=0CEcQFjAG&url=http%3A%2F%2Fwww.profesores.frc.utn.edu.ar%2Felectronica%2FElectronicaAplicadaIII%2FAplicada%2FCap03ModulacionAM1.pdf&ei=9xz1VMfYHM7-sATEo4GIDA&usg=AFQjCNFW0Ww7PVyAT4Q81SZT3ZTZYj5G0Q

Señales análogas y las señales digitales.

http://electivaivteleinformaticaunerg.blogspot.com/2009/07/caracteristicas-de-las-senales-de.html

La miltiplexacion. https://sites.google.com/site/sistemasdemultiplexado/arquitecturas-de-las-redes-de--comunicacin-caractersticas/5---codificacin-y-modulacin