PDF de programación - 1. Introducción a las comunicaciones

REDES DE

COMPUTADORES

1. Introducción a las comunicaciones

Introducción

1.1. Conceptos básicos de transmisión de datos

1.2. Medios de Transmisión. Capacidad de un canal

1.3 Técnicas de transmisión

1.4 Distribución de ancho de banda

1.5. Técnicas de comunicaciones de datos

1. 6 Supuestos: Tema 1

Redes de Computadores

REDES DE

COMPUTADORES

1.4 Distribución de ancho de

banda

1.4.1 Multiplexación



1.4.1.1 En Frecuencia (MDF)
1.4.1.2 En el tiempo (MDT)

1.4.2 Espectro expandido



1.4.2.1 Por salto de frecuencia
1.4.2.2 Por secuencia directa
1.4.2.3 Por división de código

Redes de Computadores

REDES DE

COMPUTADORES

1.4 Distribución de ancho de banda

Multiplexación

conjunto de técnicas que permiten la transmisión simultanea de
múltiples señales a través de un único canal


 Multiplexación en frecuencia



• Multiplexación por división de longitud de onda

 Multiplexación en el tiempo



Espectro expandido



Redes de Computadores

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REDES DE

COMPUTADORES

Multiplexación en Frecuencia
(Frecuency Division Multiplexion FDM)

Para utilizar MDF es necesario que el ancho de banda del enlace sea mayor o igual
que los anchos de bandas de las señales a transmitir.

. . .

CANAL 1

CANAL 2

. . .

CANAL N

. . .

Redes de Computadores

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1SCf2SCfSCNf1scB2scB3scBB)(fSf)(1tm)(2tm)(tmN)(1tm)(2tm)(tmN REDES DE

COMPUTADORES

Multiplexación en Frecuencia
(Frecuency Division Multiplexion FDM)

Redes de Computadores

[Behrouz A.]

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REDES DE

COMPUTADORES

Multiplexación por División en el Tiempo
(Synchronous Time Division Multiplexion TDM)

Permite que los datos provenientes de varias fuentes compartan todo el ancho de
banda de canal durante un periodo de tiempo.

.
.
.

1

2

. . N

1 2

.

. N

.
.
.

Redes de Computadores

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mt1()mt2()mtN()mt1()mt2()mtN() REDES DE

COMPUTADORES

Multiplexación por División en el Tiempo
(Synchronous Time Division Multiplexion TDM)

Redes de Computadores

[Behrouz A.]

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REDES DE

COMPUTADORES

Multiplexación por Longitud de Onda

 WDM: Wavelength Division Multiplexing) se pueden transmitir varios láseres

de distintas frecuencias/longitudes de onda en la misma fibra, multiplicando
así la capacidad de transmisión de la fibra.

 DWDM: Dense WDM

Trans.

2

Trans

n

Trans

Mux Opt.

Fibra Óptica

1 + 2 ... N

Mux Opt.

λ : longitud de onda

c: velocidad de la luz

f : frecuencia

Recep.

2

Recep.

n

Recep.

Redes de Computadores

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fc REDES DE

COMPUTADORES

Multiplexación por Longitud de Onda

 WDM: Wavelength Division Multiplexing) se pueden transmitir varios láseres

de distintas frecuencias/longitudes de onda en la misma fibra, multiplicando
así la capacidad de transmisión de la fibra.

 DWDM: Dense WDM

Trans.

2

Trans

n

Trans

Mux Opt.

Fibra Óptica

1 + 2 ... N

Mux Opt.

λ : longitud de onda

c: velocidad de la luz

f : frecuencia

Recep.

2

Recep.

n

Recep.

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fc REDES DE

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Sistema estándar de 50 canales
(Lambdas) de la UIT

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• Qué es

Espectro Expandido

– Codificación de un bit en un tren de “bits” denominados “chips”

– Expansión de una señal de ancho de banda “w” en un ancho de banda “W”

superior (normalmente de otro orden de magnitud)



 Por salto de frecuencias

 Patente original (1942) de Hedy Lamarr (actriz) y George Antheil (compositor)

para un sistema inalámbrico de guía de torpedos (Segunda guerra mundial)

 Primeros usos en comunicaciones cifradas 1962. Bloqueo de Cuba

 Bluetooth, GPS,....

 Por secuencia directa DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum).

 WiFi a 11 Mbps

 División de código (CDMA-Code Division Multiple Access)

 UMTS (3G)

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Espectro Expandido



Por salto de frecuencias

Es una técnica que utiliza M frecuencias portadoras
pseudoaleatorias saltando de frecuencia en
frecuencia en intervalos fijos de tiempo

 Las diferentes portadoras son moduladas por la

señal origen

 El receptor captará el mensaje saltando de

frecuencia en frecuencia sincronizado con el
emisor

 Los receptores no autorizados captarán una

señal ininteligible



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REDES DE

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DSSS



• Cada bit de la señal original se representa utilizando varios elementos (llamados

minibits o chips) en la señal a transmitir, mediante una secuencia
pseudoaleatoria



• El receptor usa una secuencia de código que replica la del emisor



• Todas las estaciones de una red utilizan el mismo código de expansión, por lo

tanto cuando accede más de una estación las señales pueden colisionar





El código de expansión sirve fundamentalmente para minimizar el efecto de las
interferencias entre equipos de diferentes redes.

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DSSS ejemplo

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REDES DE

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CDMA. Ejemplo de operación

Código de
expansión:

100101

Datos a transmitir

Chips transmitidos

El receptor decodifica la transmisión calculando el resultado de multiplicar los
valores recibidos por el código del emisor (bit a bit) y sumando (producto
escalar)

Recepción 1,-1,-1,1,-1,1 1,-1,-1,1,-1,1 -1,1,1,-1,1,-1 1,-1,-1,1,-1,1

Código 1,-1,-1,1,-1,1 1,-1,-1,1,-1,1 1,-1,-1,1,-1,1 1,-1,-1,1,-1,1

Resultado 1+1+1+1+1+1 1+1+1+1+1+1 -1-1-1-1-1-1 1+1+1+1+1+1

Si el resultado es 6 entonces se ha transmitido un 1

Si el resultado es -6 entonces se ha transmitido un 0



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REDES DE

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CDMA
Ejemplo de operación

 Ej:

 Código 1,0,0,1,0 1 1,-1,-1,1,-1,1

 Datos 1 0 1

 Transmisión 1,-1,-1,1,-1,1 -1,1,1,-1,1,-1 1,-1,-1,1,-1,1



 El receptor decodifica la transmisión calculando el resultado
de multiplicar los valores recibidos por el código del emisor
(bit a bit) y sumando (producto escalar)



 Recepción 1,-1,-1,1,-1,1 -1,1,1,-1,1,-1 1,-1,-1,1,-1,1

1,-1,-1,1,-1,1

 Código 1,-1,-1,1,-1,1 1,-1,-1,1,-1,1

 Resultado 1+1+1+1+1+1 -1-1-1-1-1-1 1+1+1+1+1+1

 Si el resultado es 6 (-6) entonces se ha transmitido un 1 (0)

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Influencia de transmisiones simultáneas

[TANE11

]



 A y C transmiten un 1 y B transmite un cero (-1 +1 -3 +3 +1 -1 -1 +1)

 El receptor C calcula S.C (-1 +1 -3 +3 +1 -1 -1 -1) x (-1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 -1) = 8

 El receptor B calcula S.B (-1 +1 -3 +3 +1 -1 -1 -1) x (-1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1) = -8

 El receptor A calcula S.A (-1 +1 -3 +3 +1 -1 -1 -1) x (-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1) = 8


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