Componentes, Análisis y Diseño de Sistemas Telemáticos

Componentes de un Sistema Telemático

En el ámbito de las redes de ordenadores, los componentes de un sistema telemático son:

• DTE (Equipo Terminal de Datos): Convierten la información del usuario final en señales de datos para transmisión, o reconvierten las señales de datos recibidas en información de usuario.
• DCE (Equipo Terminal de Circuitos de Datos): Su misión es transformar las señales digitales producidas por el DTE en señales analógicas capaces de ser transmitidas por la red y viceversa.
• Canal (Línea) de comunicaciones: Conjunto de medios de transmisión que permiten unir los dos equipos de terminación del circuito de datos (módems), cuya constitución dependerá de la distancia, velocidad, etc.
• Interface: Conector que une el equipo con el medio de transmisión (RJ-45, RS232, etc.).

Análisis de Fourier y su Aplicación

El análisis de Fourier se emplea en la transmisión de datos y permite descomponer una señal periódica no senoidal en suma de señales senoidales de distintas frecuencias.

Los armónicos que más contribuyen a la energía total de la señal son aquellos que están más próximos a la frecuencia principal, ya que su energía disminuye al alejarse.

Cálculo de Potencia y Atenuación

Ejemplo: Si se ha producido una atenuación de 0,07 dB y la potencia recibida es de 17 mW, la potencia emitida se calcula de la siguiente manera:

AT = 10 * log(P_recibida / P_enviada)

-0,07 = 10 * log(17 / P₂)

-0,07 / 10 = log(17 / P₂)

Antilog(-0,07 / 10) = 17 / P₂

0,98 = 17 / P₂

P₂ = 17 / 0,98 = 17,27 mW

Código Binario y Codificación

Un código binario se basa en la existencia de dos únicos niveles de información, o niveles lógicos 0 y 1. Su sentido es facilitar su tratamiento digital.

Los códigos más comunes son:

• Código Alfabeto Internacional Estándar
• Código EBCDIC
• Código ASCII
• UNICODE

Ruido en las Señales

El ruido es todo aquello que se añade de forma indeseada a la señal que lleva la información y se suma a la señal útil. Las fuentes posibles de ruido incluyen:

• Ruido blanco o térmico
• Ruido impulsivo

Longitud de Onda y Frecuencia

La longitud de onda es la distancia que la señal recorre en un periodo completo de la misma.

La relación entre longitud de onda (λ), velocidad de la luz (c) y frecuencia (f) es:

λ = c / f

Ejemplo: Para una longitud de onda de 1.000.000 m:

1. 000.000 = 3 * 10⁸ / f

f = 3 * 10⁸ / 1.000.000 = 300 Hz

Longitudes de Onda para Diferentes Frecuencias

Ejemplo: Para frecuencias de 1 kHz y 10 MHz:

λ = c / f

Para 1 kHz:

λ = 3 * 10⁸ / 1.000 = 300.000 m

Para 10 MHz:

λ = 3 * 10⁸ / 10⁶ = 300 m

Relación Señal/Ruido

Ejemplo: Si la relación señal/ruido de una transmisión es de 9 dB y la señal es de 23 mW, la influencia del ruido se calcula así:

S/N (dB) = 10 log (P_señal / P_ruido)

9 = 10 log (23 / P_ruido)

Antilog 9/10 = 23 / P_ruido

P_ruido = 23 / 7,94 = 2,9 mW

Parámetros para el Diseño de Sistemas Telemáticos

Los parámetros clave para diseñar un sistema telemático son:

• Cantidad de información
• Señal utilizada para la transmisión (longitud de onda, potencia de la señal y ancho de banda)
• El medio de transmisión (atenuación, ancho de banda del medio, ruido, otros efectos no lineales)
• Capacidad de transmisión de un canal
• Velocidad de transmisión
• Tasa de error en la transmisión
• Fiabilidad

Ancho de Banda Útil

El ancho de banda útil del medio de transmisión es la diferencia entre la frecuencia superior e inferior que se puede transmitir con atenuación, pero sin distorsión, por un medio físico empleado como canal de comunicación. El ancho de banda útil lleva aparejado un rango de frecuencias en el que la señal se atenúa 3 dB.

Ancho de banda del medio de transmisión: Es el intervalo de frecuencias para las cuales la atenuación del medio de transmisión permanece bajo unos límites determinados y aproximadamente constante.

Cálculo de Ganancia y Atenuación

Ejemplos:

Potencia transmitida: 20 mW; potencia recibida: 17,5 mW

G = 10 * log (17,5 / 20) = -0,58 dB (Atenuación)

Potencia transmitida: 120 mW; potencia recibida: 122 mW

G = 10 * log (122 / 120) = 0,07 dB (Ganancia)