1. Unidad I
Comunicación
de Datos
Javier Haro Mendoza

2. Conceptos y Terminología (1)
• Objetivo Principal
Intercambiar información entre dos entidades

3. Conceptos y Terminología (2)
• Ejemplos
Comunicación de un computador y un servidor a
través de una red telefónica pública
Intercambio de señales entre dos teléfonos a
través de la PSTN

4. Conceptos y Terminología (3)
• Elementos principales:
Fuente: Dispositivo que genera los datos a
transmitir. Teléfonos, computadores
Transmisor: Transforma y codifica la información,
genera señales electromagnéticas que serán
transmitidas por algún sistema de transmisión
o Ejemplo: Un modem transforma las señales digitales en señales
analógicas a ser transmitidas mediante la PSTN.

5. Conceptos y Terminología (4)
• Elementos principales:
Sistema de Transmisión: Conecta la fuente con el
destino
o Ejemplos: Sencilla línea de transmisión, compleja red
Receptor: Acepta la señal que proviene del
sistema de transmisión y la transforma para que
pueda ser manejada por el sistema destino
Destino: Toma los datos del receptor

6. Tareas en los Sistemas de Comunicación (1)
Utilización del Sistema de
Transmisión
Direccionamiento
Implementación de la Interfaz Encaminamiento
Generación de la señal Recuperación
Sincronización Formato de Mensajes
Gestión del Intercambio Seguridad
Detección y Corrección de
errores
Gestión de Red
Control de Flujo

7. • Utilización del Sistema de Transmisión
Necesidad de hacer un uso eficaz de los recursos
utilizados en la transmisión que normalmente se
comparten entre una serie de dispositivos de
comunicación.
• Interfaz
Permite que un dispositivo pueda transmitir
información con el medio de transmisión
Tareas en los Sistemas de Comunicación (2)

8. • Generación de la señal
Luego de establecer la interfaz se necesita generar la
señal. Las características de la señal (forma e
intensidad) deben permitir:
o Propagar la señal a través del medio de transmisión
o Ser interpretada en el receptor como datos
• Sincronización
El receptor debe ser capaz de determinar cuando
comienza y cuando acaba la señal recibida, además
la duración de la misma
Tareas en los Sistemas de Comunicación (3)

9. • Gestión de Intercambio
Se necesitan cumplir ciertos requisitos y convenciones
además de establecer la conexión
o Establecer si pueden o no transmitir simultáneamente
o Cantidad y formato de datos
• Detección y corrección de errores
En todos los sistemas de comunicación es posible que
puedan aparecer errores. La señal se distorsiona antes
de llegar a su destino
En circunstancias donde no se admite errores se
necesitarán estos procedimientos
Tareas en los Sistemas de Comunicación (4)

10. • Control de Flujo
Sirve para evitar que la fuente no sature al destino
transmitiendo datos más rápido de lo que el
receptor pueda procesar
• Direccionamiento y Encaminamiento
Mediante estos procedimientos el sistema deberá
garantizar la entrega de la información al destino y
a solo ese destino. Además si existen varias rutas se
deberá escoger el mejor camino
Tareas en los Sistemas de Comunicación (5)

11. • Recuperación
Si se produce un fallo en una transmisión, por
ejemplo una transacción en la base de datos, el
objetivo es que se reinicie la transmisión en el
punto en donde se cortó o al menos recuperar el
estado en donde se encontraban los sistemas
antes de comenzar el intercambio de información
• Formato de los Mensajes
Debe existir en acuerdo entre las dos partes para
respecto al formato de los datos enviados
Tareas en los Sistemas de Comunicación (6)

12. • Seguridad
El emisor debe asegurarse que solo el destino
autorizado reciba los datos. El receptor querrá
estar seguro de que los datos recibidos no se han
alterado en la transmisión y que provienen del
verdadero emisor
Tareas en los Sistemas de Comunicación (7)

13. Sistemas de Comunicación

14. Transmisión de Datos
El éxito de la transmisión depende de:
o La calidad de la señal que se transmite
o Características de medios de transmisión

15. Terminología (1)
La transmisión de datos ocurre entre un transmisor
y un receptor a través de un medio de transmisión.
El medio de transmisión puede ser guiado o no
guiado.
En ambos casos la comunicación es en forma de
ondas electromagnéticas.

16. Terminología (2)
Medios guiados
Las ondas son guiadas a lo largo de un camino
físico
• Ejemplos:
o Par trenzado
o Cable coaxial
o Fibra óptica

17. Terminología (3)
Medios no guiados
Proveen un medio para la transmisión de ondas
electromagnéticas pero sin guiarlas:
Ejemplos:
o Aire
o Agua
o Vacío

18. Terminología (4)
Enlace Directo (direct link) Camino de transmisión
entre 2 dispositivos en el cual la señal se propaga
directamente del transmisor al receptor sin
dispositivos intermedios.
Puede incluir sólo amplificadores y/o repetidores.

19. Terminología (5)
Un medio guiado de transmisión es:
• Punto a punto, si provee un enlace directo entre 2
dispositivos y estos son los únicos dispositivos que
comparten el medio.
• Multipunto, cuando más de dos dispositivos
comparten el medio.

20. 20
Transmisor/
Receptor
Amplificador
o Repetidor Medio
Transmisor/
Receptor
0 o más
• Punto a Punto
• Multipunto
Medio
Transmisor/
Receptor
Transmisor/
Receptor
…..
Medio
Amplificador
o Repetidor
Transmisor/
Receptor
Transmisor/
Receptor
…..
Medio
0 o más
Configuración de transmisiones guiadas

21. Terminología (6)
• La transmisión puede ser:
o Simplex
o half-duplex
o full-duplex
21

22. Terminología (7)
22
Se usa cuando los datos son transmitidos en
una sola dirección.
Ejemplo: radio

23. Terminología (8)
23
Half-Duplex
Se usa cuando los datos transmitidos fluyen en
ambas direcciones, pero solamente en un sentido
a la vez. Ejemplo:

24. Full-duplex
Es usado cuando los datos a intercambiar fluyen en
ambas direcciones simultáneamente. Ejemplo:
Terminología (9)

25. Frecuencia, Espectro y
Ancho de Banda
• Una señal puede ser expresada como una función:
• s(t), en función del tiempo
• s(f), en función de la frecuencia
25

26. Con respecto al tiempo (1)
• Una señal s(t) es continua si:
o La señal varia durante el tiempo pero tiene
una representación para todo t.
• Una señal es discreta si:
o está compuesta de un número finito de
valores

27. Con respecto al tiempo (2)
Señal Continua
Señal Discreta

28. Conceptos básicos de
señales (1)
Un señal s(t) es periódica si y sólo si:
s (t + T) = s(t) -∞< t < +∞
donde T es el periodo de la señal.

29. Conceptos básicos de
señales (2)
Las 3 características más importantes de una señal
periódica son:
1. Amplitud
2. Frecuencia
3. Fase

30. Conceptos básicos de
señales (3)
Amplitud
o Es el valor instantáneo de una señal en
cualquier momento.
o En transmisión de datos, la amplitud está
medida en voltios.

31. Conceptos básicos de
señales (4)
Frecuencia.
o Es el inverso del periodo (1/T)
o Representa el número de repeticiones de un
periodo por segundo.
o Expresado en ciclos por segundo, o hertz (Hz).

32. Conceptos básicos de
señales (5)
Fase
o Es una medida de la posición relativa de la
señal dentro de un periodo de la misma

33. Conceptos básicos de
señales (6)
Periodo (T)
• Cantidad de tiempo transcurrido entre dos
repeticiones consecutivas de la señal

34. Conceptos básicos de
señales (7)

35. Conceptos básicos de
señales (8)

36. Conceptos básicos de
señales (9)
La expresión general para una onda sinusoidal es:
s(t) = A sen (2πft + ø)

37. Conceptos básicos de
señales (10)

38. Conceptos básicos de
señales (11)

39. Conceptos básicos de
señales (12)

40. Conceptos básicos de
señales (13)

41. Conceptos básicos de
señales (14)
Longitud de onda λ
Se define como la distancia que ocupa un ciclo
La distancia entre dos puntos de igual fase en dos
ciclos consecutivos
λ = vT λf = v

42. Conceptos del Dominio
de la Frecuencia (1)
La señal electromagnética puede estar
formada por varias frecuencias por
ejemplo la siguiente señal
En este caso la señal esta conformada por
dos componentes correspondientes a f y 3f

43. Conceptos del Dominio
de la Frecuencia (2)

44. Conceptos del Dominio
de la Frecuencia (3)

45. Conceptos del Dominio
de la Frecuencia (4)

46. Conceptos del Dominio
de la Frecuencia (5)
Frecuencia Fundamental
Se define cuando todas las componentes de una
señal tienen frecuencias múltiplo de una dada
El periodo de la señal suma de
componentes es el periodo
correspondiente a la frecuencia
fundamental

47. Conceptos del Dominio
de la Frecuencia (6)
Usando el análisis de Fourier se puede demostrar
que cualquier señal está constituida por
componentes sinusoidales de distintas
frecuencias.
Por lo tanto para cada señal se puede decir que
hay una función en el dominio de tiempo s(t) que
determina la amplitud de la señal; y una función
en el dominio de frecuencias S(f) que específica
las frecuencias consecutivas de la señal

48. Conceptos del Dominio
de la Frecuencia (7)

49. Conceptos del Dominio
de la Frecuencia (8)

50. Espectro de Señal, Ancho
de Banda (1)
El conjunto de
frecuencias
que lo
constituyen.
El ancho de
banda
absoluto es el
ancho del
espectro:

51. Espectro de Señal, Ancho
de Banda (2)
Muchas señales
tienen un ancho
de banda infinito.
La mayor parte de
la energía de la
señal se concentra
en una banda de
frecuencias
relativamente
estrechas
Esta banda se
denomina ancho
de banda efectivo

52. Relación entre Velocidad de
Tx y Ancho de Banda (1)
Se ha definido el ancho de banda efectivo como la
banda en la que se concentra la mayor parte de la
energía de la señal.
La “mayor parte” es un concepto algo impreciso.
Aunque una forma de onda dada contenga frecuencias
en un rango extenso, por cuestiones prácticas el Sistema
de tramsmisión (transmisor, medio, receptor) sólo podrá
transferir en una banda limitada de frecuencias.
Esto hace que la velocidad de transmisión máxima sea
limitada

53. Relación entre Velocidad de
Tx y Ancho de Banda (2)
Al considerar la siguiente señal:

54. Relación entre Velocidad de
Tx y Ancho de Banda (3)
Supongamos que un pulso positivo es un 1 y un pulso
negativo es un cero entonces la secuencia de bits
sería: 10101….
La duración de un pulso será 1/2f
La velocidad de transmisión será 2f bits por segundo
(bps).

55. Relación entre Velocidad de
Tx y Ancho de Banda (4)
Las componentes en frecuencia de una onda cuadrada
con amplitudes A y –A se pueden expresar como:
Se tiene un número infinito componentes en frecuencia y
por lo tanto un ancho de banda infinito.
La mayor parte de la energía está concentrada en las
primeras componentes ya que la Amplitud de la
componente k-esima kf es solo 1/k

56. Relación entre Velocidad de
Tx y Ancho de Banda (5)
Supongamos un Sistema de Transmisión digital capaz
de transmitir señales con un ancho de banda de
4Mhz.
Al transmitir unos y ceros alternados como una onda
cuadrada. Qué velocidad de transmisión se puede
conseguir?

57. Relación entre Velocidad de
Tx y Ancho de Banda (6)
Si tomamos una frecuencia de f = 106
ciclos/segundo
= 1 Mhz.
El ancho de banda es (5 x 106) - 106 = 4𝑀ℎ𝑧

58. Relación entre Velocidad de
Tx y Ancho de Banda (7)
El periodo de la frecuencia fundamental de la señal es T =
1/ 106
= 10−6
= 1µ𝑠. Si se considera está cadena como una
secuencia de ceros y unos, un bit aparecerá cada 0,5µ𝑠
para una velocidad de 2 X 106
= 2 Mbps

59. Relación entre Velocidad de
Tx y Ancho de Banda (8)
Supongamos ahora un Sistema de Transmisión digital
capaz de transmitir señales con un ancho de banda
de 8Mhz.
Al transmitir unos y ceros alternados como una onda
cuadrada. Qué velocidad de transmisión se puede
conseguir?

60. Relación entre Velocidad de
Tx y Ancho de Banda (9)
Consideramos ahora una frecuencia de f = 2 Mhz.
El ancho de banda es (5 x 2 x 106) - (2 𝑥 106) = 8𝑀ℎ𝑧

61. Relación entre Velocidad de
Tx y Ancho de Banda (10)
El periodo de la frecuencia fundamental de la señal es T =
1/ 2 x 106
= 10−6
= 0,5µ𝑠. Si se considera está cadena
como una secuencia de ceros y unos, un bit aparecerá
cada 0,25µ𝑠 para una velocidad de 2 X 2 X 106
= 4 Mbps

62. Relación entre Velocidad de
Tx y Ancho de Banda (11)
Supongamos ahora un Sistema de Transmisión digital
capaz de transmitir señales con un ancho de banda
de 4Mhz.
Al transmitir unos y ceros alternados como una onda
cuadrada. Qué velocidad de transmisión se puede
conseguir?

63. Relación entre Velocidad de
Tx y Ancho de Banda (12)
Consideramos una frecuencia de f = 2 Mhz.
El ancho de banda es ( 3 x 2 x 106) - (2 𝑥 106) = 4𝑀ℎ𝑧

64. Relación entre Velocidad de
Tx y Ancho de Banda (13)
El periodo de la frecuencia fundamental de la señal es T =
1/ 2 x 106
= 0,5 𝑥 10−6
= 0,5µ𝑠. Si se considera está cadena
como una secuencia de ceros y unos, un bit aparecerá
cada 0,25µ𝑠 para una velocidad de 2 X 2 X 106
= 4 Mbps

65. Relación entre Velocidad de
Tx y Ancho de Banda (14)
Conclusiones
Cualquier onda digital tendra un ancho de banda
ilimitado
La naturaleza del medio, limitará el ancho de banda
que se puede transmitir
Para cualquier medio, cuanto mayor sea el ancho de
banda transmitido mayor será el coste

66. Relación entre Velocidad de
Tx y Ancho de Banda (15)
Conclusiones
Por razones prácticas y económicas, la información
digital se aproxima por una señal de banda limitada.
La limitación del ancho de banda introduce
distorciones que hacen que la interpretación de la
señal recibida sea más difícil.

67. Relación entre Velocidad de
Tx y Ancho de Banda (16)
En la figura se
muestra una
cadena de bits a
una velocidad de
de transmisión de
2000 bits por
segundo. Se
puede generalizar

68. Relación entre Velocidad de
Tx y Ancho de Banda (17)
En la figura se muestra una cadena de bits a una
velocidad de de transmisión de 2000 bits por segundo.
Si la velocidad de transmisión es wbps, se puede
obtener una representación muy buena con un ancho
de banda de 2w Hz.
Cuanto mayor sea el ancho de banda de un sistema
de transmisión, mayor es la velocidad con la que se
puede transmitir los datos en el sistema.