Analógicas y Digitales Caracteristicas y parametros

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Capitulo 1 senales        Analógicas y Digitales

Caracteristicas y parametros

Una señal es llamada analógica si la amplitud tiene un número indefinido de valores. Una señal es llamada digital, si tiene un número limitado de valores.

Las características más importantes de una señal son:

Frecuencia (f): Es el número de veces por segundo que se repite un fenómeno, las unidades   de medición de la frecuencia son los Hertz (Hz).

Periodo (T): Es el intervalo de tiempo que dura el fenómeno.

Fase (0): Es la medida angular que indica el adelanto o retardo de una señal en relación a una referencia establecida.

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Las venta¡as de la señal digital sobre la analógica:

-Puede soportar niveles más altos de distorsión e interferencias así como una relación señal ruido muy superiores a las soportadas en señales analógicas puesto que es mucho más simple distinguir la presencia o ausencia de una señal ya que se puede identificar con ceros y unos.

-La señal digital es más segura que la señal analógica

-Al tratarse de manera idéntica cualquier señal se hace mucho más atractiva hablando económicamente ya que la información se distribuye por una red única llamada RDSI (Red Digital de Servicios Integrados)

Desventa¡a de la señal digital sobre la señal analógica:

-La señal digital ocupa un mayor ancho de banda que la señal analógica.

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Capitulo 2 Fundamentos de conmutacion digital y analogica

Evolucion en la red telefonica

Hasta cerca de 1970 las redes telefónicas utilizadas por todo el mundo se basaban en centrales analógicas conectadas por medio de equipo de transmisión analógico. A pesar de que, con la introducción de las redes de larga distancia, en la década de los 30s, aparece un nuevo problema en las redes telefónicas: El ruido de transmisión, el cual reduce la calidad las comunicaciones de larga distancia a niveles inaceptables. Como resultado las compañías telefónicas empezaron a buscar sistemas de transmisión que no introdu¡eran ruido.

Una solución a este problema fue encontrada en las 70's con la introducción de la transmisión digital en la red telefónica analógica. El primer sistema comercial de este tipo estuvo disponible hasta los finales de los 60's.

Red Telefonica hibrida

El sistema de transmisión digital tenia la habilidad de eliminar completamente el ruido de transmisión y era en si mismo una solución efectiva y rentable. El sobre costo del sistema era la implantación de convertidores A/D debido a la red híbrida que se tenia.

Con el propósito de incrementar la relación Beneficio - Costo, las administraciones telefónicas trataron de eliminar los convertidores A/D. Por lo que se tuvo que desarrollar la conmutación TDT (por e¡emplo: S-12). 

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Red digital integral

Con la comercialización de las centrales digitales en los 80's se abrió el camino a las redes telefónicas más eficientes, las cuales están compuestas de conmutación y transmisión digital. A este tipo de redes se les conoce como "Red Digital Integral" (RDI).

Algunos de los puntos que contempla esta red es que las centrales a ser remplazadas lo serán con centrales digitales. Los centros zonales a ser extendidos se extenderán con secciones digitales. Todas las extensiones de equipos de transmisión se harán con equipo digital. Esta estrategia de reemplazos llevará a que la red cubra toda la zona geográfica de un país ofreciendo la posibilidad de una conectividad digital extremo a extremo.

La red telefónica analógica normalmente utiliza sistemas FDT en los niveles de troncales. Por esta razón la frecuencia máxima que puede transmitir esta red es de 3400 Iz. Las características de transmisión en la red híbrida están también limitadas en frecuencia a aproximadamente 4000 Hz (los convertidores A/D utilizan una frecuencia de muestreo de 8 Khz).

Como la red ahora es digital las características de la transmisión serán expresadas en bits/seg. Puesto que un canal TDT corresponde a 8 bits/12l µseg. la velocidad de la RDI corresponde a 64 kbit/seg.

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Sistemas de transmision digital

Origen de la senalizacion

A pesar del hecho de que la palabra "digital", se introdu¡o hace un tiempo relativamente corto, esta clase de señales ya se han usado desde hace algunos años, especialmente en el dominio de las telecomunicaciones.

Las señales digitales han sido usadas frecuentemente desde 1844. En ese tiempo,  Samuel  Torse  inventó  un código especial para transmitir información. La base de este código es "SEÑAL" o "UO-SEÑAL". Esto significa que la señal transmitida puede tener únicamente uno de dos valores. La duración y secuencia de ciertos valores contiene la información a transmitir.

De forma similar en telefonía, se usan señales digitales desde los inicios de la telefonía automática (al inicio del siglo 20). La condición para tener una señal digital, es que esta debe ser representada por dígitos. Esto significa que la señal digital puede tener más de dos valores¡ Aunque a menudo nos referimos a este tipo de segmentos cuando se habla de señales digitales.

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Las señales digitales están frecuentemente representadas por dígitos binarios. Si la señal tiene únicamente 2 estados, entonces esto puede ser representado por un dígito binario. Si se requieren más niveles, se añaden más dígitos. Estos dígitos serán transmitidos en forma serial. Cada dígito tiene un cierto peso de acuerdo a las sucesivas potencias de 2 en el sistema decimal. Usando 8 bits, se puede representar una señal de 2l6 niveles.

Por que la transmision digital

Debido al reciente desarrollo de la tecnología digital, la transmisión digital ahora llega a ser usada mas frecuentemente. Cuando un ruido se suma a la señal analógica, es difícil de regenerar la señal original. Esto es diferente para el caso de señales digitales.

Como una señal digital, especialmente una señal digital de dos estados, tiene un número finito de niveles, podemos fácilmente regenerar la señal original enviada, sin pérdida de información u otros inconvenientes, tales como cruce de voz (diafonía), distorsión, etc. los cuales son típicamente para transmisión analógica.

Los problemas con la transmisión analógica se incrementan con la longitud de la línea. Los niveles de ruido se incrementan continuamente en proporción a la longitud de las líneas.

La calidad de la transmisión digital es casi independiente de la longitud de las líneas, así que es posible regenerar la señal enviada completamente sin ruido. Removiendo en alguna regeneración los efectos de diafonía y distorsión, etc., como resultado se puede establecer que la calidad de la voz es la misma al final de la trayectoria de transmisión como lo fue al principio.

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Conversión Analógico/Digital

 Muestreo, Quantización

Cundo se convierte una señal analógica a una señal digital, la señal analógica primero se hace un muestreo (Sampling), esto significa que la señal es medida a intervalos fi¡os de tiempo. Se conoce como Quantización al proceso de asignar a cada una de estas medidas una cantidad numérica, con cierta precisión (pe. 8 bits = 2l6 niveles.)

Cuando convertimos el número infinito de valores de una señal analógica a un número finito de valores, siempre estamos generando un error: el valor digital es una aproximación de la señal analógica. A este error se le conoce como Error de Quantización.

 Modulación y Codificación

Cuando enviamos una señal por un medio (par trenzado, coaxial, fibra, radio) la señal digital puede darse al controlar directamente el transmisor en una forma simple.

• Enviando un “1": conmutando 1V en los cables
• Enviando un “0": conmutando 0V en los cables

Modulación

modulación significa “controlar" una propiedad específica de una señal portadora a la velocidad de la señal de “Banda Base". Las cosas que podemos modificar comúnmente son:

• La amplitud de la señal: Todulación por Amplitud (AM).
• La frecuencia de la señal: modulación por Frecuencia (FM).
• La fase de la señal: modulación por fase (PM).

Una combinación de estas, por e¡emplo, es la Todulación por Amplitud en Cuadratura, que es una combinación de PM y AM.

Cuando modulamos una señal portadora con una señal de Banda Base, el espectro de frecuencia de la banda base, es corrida alrededor de la frecuencia de frecuencia de la portadora.

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