UD 5 TELECOMUNICACIONES 4ESO 15 16 VALCAT traduccion no revisada

Texto completo

(1)ticnologías de la cocomunicació (4t ESO). ÍNDEX 0. INTRODUCCIÓ I. XARXES DE COMUNICACIÓ PER CABLE I.0 TIPUS DE CABLE I.1 XARXA DE FIL TELEFÒNIC I.2 XARXA DE FIL COAXIAL I.3 XARXA DE CABLE ELÈCTRIC. II.REDES DE COMUNICACIÓ PER ONES E.M II.0 LES ONES ELECTROMAGNÈTIQUES. II.1 XARXA D'ONES TERRESTRES II.2 XARXA D'ONES VIA SATÈL·LIT. II.3 XARXA CEL·LULAR DE TELEFONIA MÒBIL. III Detalls de l'ús d'ones en telecomunicacions III.1 Espectre electromagnètic III.2 Modulació del senyal en ones de transport. III.3 Transmissió de diversos senyals al mateix temps.. Luis García Molina. I.E.S. Serra Perenxisa (Torrent). 1.

(2) Com es transmeten les dades Les dades es transmeten per diferents xarxes de comunicació, utilitzant diferents mitjans de transmissió (cable, ones electromagnètiques ...) i diferents dispositius de comunicació.. els mitjans de comunicació tradicionals (paper, aire ...). Imatges (Pintures, l'escriptura, la fotografia, el vídeo, altres imatges). Xarxa telefònica de filferro Cable coaxial de la xarxa "cable" Xarxa de cable elèctric xarxa d'ona de superfície. Dispositiu de lector-escriptor. Dispositiu de lector-escriptor. Sons (Veu, música, sons). Sons (Veu, música, sons). Imatges (Pintura, l'escriptura, la fotografia, el vídeo, altres imatges). Xarxa onada Satèl·lit 2.

(3) xarxes de comunicacions cablejades. 3.

(4) I.0 TIPUS DE CABLE: a) cables de telèfon. a-1.CABLE DE TELÈFON PAR TRENAT 4 cables trenats en 2 parells. Utilitza connexions RJ11. ÚS: Xarxes telefòniques (telèfon i el telèfon a Internet). www.kenable.co.uk. Imatge: www.conetica.es.

(5) I.0. b) xarxa d'ordinadors. CABLE ETHERNET DE PAR TRENAT: UTP / STP (Unshielded / Shielded) 8 fils trenats en 4 parells. S'utilitzen connexions RJ45. UTILITZAR: Les xarxes internes de les computadores. quierouninformatico.blogspot.com. Imatge: www.tektel.com. Imatge: articulo.mercadolibre.com.ec. 5.

(6) I.0 c) Cable coaxial Cable Coaxial. Dos conductors separats per una capa aïllant i una malla metàl·lica. USOS: Comunicacions "cable" xarxes: (TV per cable, Internet per cable, telèfon de cable).. Imatge: www.tech-faq.com. Imatge: articulo.mercadolibre.com.ve. 6 Imgen: litramfg.com.

(7) I.0 d) fibra òptica No només podem transmetre la informació amb polsos d'electricitat (electrons), sinó també amb els raigs de llum (fotons). El cable transmet la llum "informativa". Es compon d'un tub reflectant a través de la qual els raigs de llum avançar rebotant. Molt ràpid, molt potent, molt eficient ... ÚS: Xarxes de transport de llarga distància.. Imatge: redesdecomputadores.com.br. Imatge: https://sites.google.com/site/stigestionydesarrollo/. Fil de esquinçat. 7 Imatge: http://fibraoptica.blog.tartanga.net/.

(8) I.0 e) cable elèctric El cable elèctric pot transmetre la informació. De moment podem utilitzar-lo com cable de transmissió dins d'un edifici.. 8 www.dtlux.com.

(9) ACTIVITATS 1.0 Cerca la teva casa Diferents Tipus de cable i digues a quin tipus pertanyen. Completa la taula següent sobre els 5 Tipus de cable:. 9.

(10) xarxa fil telefònic Com és una xarxa telefònica? Les centrals telefòniques realitzen totes les operacions necessàries per posar en contacte 2 aparells telefònics. – – – –. •. Les centrals de commutació gestionen telèfons d'una mateixa àrea. Per comunicar àrees diferents es connecten amb les centrals de trànsit.. • •. ens donen el to de línia. Dirigeixen la crida a l'aparell que coincideix amb el codi marcat. Si la línia està ocupada manen senyal de "comunicant".. Central de trànsit Central de. Central de commutació. • commutació. fax. àrea 1. 10àrea 2.

(11) xarxa fil telefònic cable STP coaxial fibra òptica (Ones e.m). Central internacional. Central internacional Central nacional. Central de trànsit Central de commutació. Central de commutació. Central internacional Central nacional. Central de trànsit Central de commutació. Central de commutació. Central de trànsit Central de commutació. 11. Central de commutació.

(12) activitats. 1.1 •. Resposta: -Què Tipus de cables i ones em fa servir la xarxa de telefonia fixa? -Què Serveis ens ofereix la xarxa de telefonia fixa? -Què Companyies que coneguis operen aquesta xarxa? -Dibuixa Un diagrama d'aquesta xarxa.. 13.

(13) I.2 xarxa de comunicacions "per cable "coaxial Paral·lelament a la xarxa de cables telefònics, les empreses han muntat altres xarxes anomenades xarxes "de cable": Aquestes xarxes de comunicacions fan servir els cables de fibra òptica per a llargues distàncies i els cables coaxials per a les curtes. Mitjançant aquestes xarxes disposem de: - Telèfon fix per cable - Fax per cable. - Televisió i ràdio per cable - Internet per cable • • •. COAXIAL FIBRA ÒPTICA. descodificador. Mòdem de 13 cable.

(14) actividades.1.2 Contesta: •. -Què Tipus de cables fa servir la xarxa "per cable"? -Què Serveis ens ofereix la xarxa de "cable"? -Què Companyies que coneguis operen per cable? -Dibuixa Un diagrama d'aquesta xarxa.. 15.

(15) I.2 xarxa de cable elèctric El cable elèctric pot transmetre la informació. De moment podem utilitzar-lo com cable de transmissió dins d'un edifici.. Imatge: blog.k-tuin.com. 8.

(16) xarxes de comunicació per ones electromagnètiques. -II.0 LES ONES ELECTROMAGNÈTIQUES. -II.1 XARXA D'ONES TERRESTRES -II.2 XARXA D'ONES VIA SATÈL·LIT. 16.

(17) oso de les ondes per comunicació. Tenim una informació a transmetre (veu, imatge, dades informàtiques ....) codificats en senyals elèctrics conduïdes pels cables de l'aparell. Anem a fer servir ones e.m. de microones i ràdio per transmetre aquestes dades molt lluny. Com traduïm el senyal elèctric a una ona d'energia electromagnètica portadora del senyal? Les traduïm mitjançant uns aparells que es diuen moduladors de senyal. El senyal a transmetre (modulador) li dóna forma a una ona electromagnètica (transportadora). Com transmetem l'ona transportadora? Mitjançant antenes emissores que les manen a l'atmosfera. Com es rep l'ona? Antenes receptores s'encarreguen de rebre-les. Uns aparells anomenats demoduladors s'encarreguen de passar-se de nou a senyals elèctrics que puguin ser vistes o escoltades en una televisió o ràdio o telèfon mòbil. 17.

(18) a) oso de les ondes per comunicació. Aquí tens l'esquema bàsic d'un mitjà de comunicació que fa servir ones electromagnètiques. • •. senyal original. senyal final. • auricular Aparell 1 (senyal elèctric). Onda transportadora. Modulador. antena emissora. Demodulador. antena receptora. Amplificador. 18. Aparell 2 (senyal elèctric).

(19) b) les anTenas Les antenes estan fetes de conductors elèctrics. Disposen d'un sistema de creació de les ones em que li indica el modulador de senyal elèctric a ona em. Ens limitem a jugar amb les càrregues elèctriques positives i negatives en un sistema anomenat el dipol de transmissió, en les antenes.. • •. Primera posició. + -. •. egona posició. + 20.

(20) lantennas Les antenes estan fets de materials elèctricament conductors. Creen un sistema d'ones em governades pel modulador, cosa que obeeix els senyals elèctrics del dispositiu. Antenes juguen amb càrregues elèctriques positives i negatives en un sistema anomenat la transmissió dipol.. Primer. Segon. + -. +. Imatge: www.sharetechnote.com.

(21) la forma de les ones EM Terra Xarxa > VLF (molt baixa freqüència). 1 ones terrestres. > LF (baixa freqüència), > MF (freqüència mitjana). Ionosfera (una capa de l'atmosfera). 2 Ones atmosfèriques. Xarxa-Ground atmosfèrica > MF (freqüència mitjana) > HF (alta freqüència) > VHF (molt alta freqüència) > UHF (freqüència ultra alta). 3ones satèl·lit. Xarxa de satèl·lit > SHF (super alta freqüència) > EHF (extra alta freqüència) Recordeu que aquí tenim una classificació de les ones d'acord a la seva freqüència. 21.

(22) II.1 xarxa de comunicació per ones e.m terrestres La xarxa d'ones electromagnètiques terrestres no va per cables. Es transmet gràcies a ones d'energia que porten codificada la informació i que viatgen per l'aire, l'espai, el buit, a través d'objectes ... .. Les ones es generen en antenes emissores i són rebudes en els antenes receptores. En el seu camí poden ser reimpulsadas per antenes repetidores en punts alts. • •. Centre repetidor centre emissor. centri receptor. II.2 xarxa de comunicació per ones e.m via satèl·lit La comunicació via satèl·lit transmet dades mitjançant ones electromagnètiques que viatgen fora de l'atmosfera terrestre, on són rebudes i reenviades pels satèl·lits.. centre emissor. centri receptor. 22.

(23) els satelittés La comunicació via satèl·lit transmet dades mitjançant ones electromagnètiques que viatgen fora de l'atmosfera terrestre, on són rebudes i reenviades pels satèl·lits. Així, els satèl·lits són uns aparells que han estat llançats fora de l'atmosfera mitjançant coets o llançadores i que orbiten al voltant de la Terra. Tenen antenes de recepció i emissió i processadors d'informació. ÒRBITES Geo-estacionària: -a 35.700 km d'altura sobre l'equador, el satèl·lit triga 24 hores a fer una volta a la Terra, girant a la mateixa velocitat que la rotació del planeta (sembla estar quiet). Òrbita mitjana: -a entre 8.000 i 20.000 km d'altura. Gira sobre els pols. Òrbita baixa: -a entre 500 i 2.000 km d'altura, donen una volta cada hora i mitja aproximadament. 23.

(24) CARACTERÍSTIQUES DE COMUNICACIÓ satelital: -Ells Són dispositius àmpliament distribuïts. - Ells poden transmetre informació a milers d'antenes al mateix temps. - Són independents de la distància, transmeten a tots els llocs al seu abast de forma simultània. - No obstant això, qualsevol persona pot rebre el senyal i el que ha de amagar-se en un xifrat de clau. Vostè necessita un descodificador per poder veure-la. -Per La llarga distància viatgen els senyals, que tenen algun retard del senyal. ALTRES USOS DE SATÈL·LITS: Clima: Per exemple Meteosat (Europa) Teledetecció (Cartografia, utilitza impostos ....) SPOT (França), Landsat (EUA), Soyuzkarta (Rússia) Posicionament: Xarxa GPS (EUA), Galileu Xarxa (Europa), la xarxa Glonass (Rússia) Observació astronòmica: IRES Hubble (infrarojos), la NOAA (dg), COBE (radiació de fons) Militar: Ej.Ekran, Gorizontz (Rússia) Altres: COSPAS-SARSAT (la gent de rescat) BANDES DE ESPECTRE DE SATÈL·LIT. F en el. F de enlace. F de enlace. 23.

(25) GPS i Galileu xarxes de satèl·lits Els sistemes de posicionament global són uns sistemes per determinar amb un marge mínim d'error la latitud, longitud i altura des de qualsevol punt de la terra on ens trobem situats. Per a això fan servir 3 satèl.lits que emet un senyal que és captada pels receptors GPS. es basa en el principi matemàtic de la triangulació. Per calcular la posició d'un punt serà necessari que el receptor GPS determini amb exactitud la distància que el separa dels satèl·lits. el receptor GPS detecta un senyal de radiofreqüència transmesa per un satèl·lit des de la seva òrbita, es genera una esfera virtual el centre és el satèl·lit i el radi serà igual a la distància que separa al satèl·lit del receptor. Mitjançant rellotges sincronitzats, el receptor obté el temps que demora cada senyal en viatjar des dels satèl·lits fins al punt on aquest es troba situat i calcula la distància (sabent que el senyal viatja a aproximadament a la velocitat de la llum). Per corregir els efectes de totes les variables, el receptor se serveix de complexos models matemàtics que guarda en la seva memòria, complementats després amb la informació addicional que rep també del satèl·lit. El sistema GPS (flota de 24 satèl·lits) és americà i el sistema Galileu (30 satèl·lits) és l'equivalent europeu.. 27.

(26) Imatge: enciende.cosce.org. 28.

(27) actividades.2.2 Contesta: -Què 3 tipus d'òrbites poden tenir els satèl·lits? -Els Satèl·lits són un mitjà de GRAN difusió. Què vol dir? -Com Es diuen les 3 bandes de l'espectre en què transmeten? -Què Usos tenen els satèl·lits? Vaig donar un exemple de cada. -Com Es diuen les principals xarxes de satèl·lits de telecomunicacions? -Què Serveis de telecomunicacions ofereixen les xarxes de satèl·lits com la Hispasat?. 29.

(28) V. ús d'ones em per tiléfon móvil La telefonia mòbil permet la transmissió de veu i altres tipus d'arxius d'imatge, música, textos ... Mitjançant ones electromagnètiques (UHF, VHF) que són rebudes per un terminal telefònic. Encara que va començar com telefonia des de terminals portàtils analògics només per a veu, en realitat s'han convertit en petits ordinadors portàtils digitals l'entrada de dades de tot tipus és exclusivament a través de les ones. El que diferencia aquest sistema de comunicació d'altres com la ràdio o la televisió és que és una XARXA CEL·LULAR. Què és això? Consisteix a dividir el terreny en petites àrees (cel·les), cadascuna amb una antena (estació base).. 28.

(29) el tiléfon móvil Per què es divideix el territori en cel·les? Amb la televisió o la ràdio les dades a transmetre són únics per a TOTS els terminals. Si hi ha 100 canals a transmetre, la solució passa pels sistemes multiplex que ja hem estudiat (diferents freqüències) amb UNA SOLA ANTENA per a tots els receptors Què passa amb la telefonia mòbil? tenim diversos milers de converses i / o transmissions de dades personals, dirigides cadascuna a un terminal en concret. El sistema multiplex no dóna més de si. No té més freqüències de fer servir! Imaginem que una antena pot processar 100 trucades. Són insuficients per tota València oi? Solució: Reproduir el sistema en petites parcel·les de terreny. Ara cada antena de cada parcel·la pot processar les 100 trucades necessàries. (100 x 10 àrees = 1000 trucades). 29.

(30) V. telèfon mòbil: XARXA UMTS El telèfon utilitza la tecnologia 4G (UMTSUniversal Mobile Telecommunications System )amb el protocol CDMA. La xarxa UMTS està integrada en la segona generació GSM i consta dels següents elements. Companyia telefònica. Internet (TV, vídeo, ràdio ..). O-MSC d'una empresa RNC. NODE =. RNC. =MS 4G. RNC. T-MSC d'una altra companyi aRNC. T-MSC: centre de commutació mòbil RNC: Controlador de xarxa de ràdio. 32 SRA: estació mòbil.

(31) Els detalls de la utilització de les ones EM en les telecomunicacions. III.1 Espectre Electromagnètic III.2 modulació de transport de senyal d'ona. III.3 transmissió de diversos senyals simultàniament.. 33.

(32) Què són les ones electromagnètiques? Les ones electromagnètiques són impulsos d'energia-matèria s'originen quan una partícula elèctrica carregada es mou dins d'àtom. Normalment els electrons es mouen al voltant de l'àtom en zones estables, sense expulsar energia. Aquests estats tenen una gran quantitat d'energia emmagatzemada. En ocasions un electró es mou d'una zona d'alta energia, més a prop del nucli, a una àrea de menor energia, més lluny del nucli. Llavors, l'excedent d'energia electromagnètica s'expulsa. Aquí tenim un pols d'energia. Quan es repeteix en cicles tenim una ona periòdica electromagentica com les ones en la superfície de l'aigua provocades al caure una pedra.. 17. Diferents àtoms poden fer polsos amb diferent strenghness energia i diferent freqüència dels impulsos..

(33) Què són les ones electromagnètiques? Per tant, una ona electromagnètica es caracteritza per dos elements: -Freqüència: El nombre d'impulsos per segon. -AMPLITUDE: El strenghtness dels impulsos.. V A = amplitud de l'ona És el valor màxim del senyal.. Freqüència f = 1 / T (la inversa del període). t. T = període de l'ona. És el temps que es necessita per a produir un cicle.. 38.

(34) espectre electromagnètic Hi ha molts tipus diferents d'ones d'energia electromagnètica. Les ones es defineixen per la seva pols o la freqüència. La major freqüència estan passant més ràpid.. Ona d'energia electromagnètica amb ALTA FREQÜÈNCIA. Wavewith energia electromagnètica menys freqüència 34.

(35) espectre electromagnètic.. Aquesta taula representa l'espectre electromagnètic, és a dir, la classificació per freqüència (nombre de vibracions per segon) dels principals tipus d'ones electromagnètiques utilitzades en telecomunicacions.. Les baixes freqüències. ALTA FREQÜÈNCIA. BAIXA FREQÜÈNCIA. ades els altes freqüències d'en Aparells Conselleria. DANYINESes contacte usades freqüències en Telecomunicacions. * Wifi: Ràdio: 2,4-2,48 GHz 35.

(36) reparto del ispectro per emisoras Això val per a ràdio, TV, via satèl·lit, cable ... Per exemple, la ràdio fa servir la ones electromagnètiques amb una freqüència entre 10 i 100 MHz. A Espanya en concret, si observem el dial dels nostres receptors de ràdio veurem que s'emet entre els 87.50 MHz, i el 108 MHz .. Les emissores (empreses que emeten per ràdio) es reparteixen aquestes freqüències. A cada zona tenen un dial. Ex. A la zona de València: Emissora "Els 40 principals": de 94.2 Mhz a 94.3 MHz. Emissora "Ràdio Nacional d'Espanya" de 95.1 MHz a 95.2 MHz Emissora "Europa FM" de 103.2 a 103.3 MHz. •. 108 MHz. •. 95.2 MHz 95.1 MHz. •. 94.3 MHz 94.2 MHz. Ràdio Nacional una altra Els 40 ppales una altra. 88.5 MHz. 36.

(37) actividades.3.1 •. Contesta: –. -De Què estan fetes les ones electromagnètiques? -Quan Es produeixen? -Per Què són polsants? -Què És la freqüència (f) d'una ona electromagnètica? -De Què freqüències són les ones electromagnètiques de la llum que veiem pels ulls? -I Les que es fan servir a la televisió? •. • •. Dibuixa una taula on es classifiquin les ones electromagnètiques segons la seva freqüència (espectre em) i el seu ús en telecomunicacions. 37.

(38) III.2 modulacion de la esñal en ones de transport Està clar que transmetem dades variats per les ones. Perquè s'entenguin, l'ona haurà de tenir un codi en què distingir les dades individuals. Per exemple, en l'escriptura distingim les lletres per la seva forma (grafia) i unes normes per a combinar-(ortografia i gramàtica) Com codifiquem les diferents dades en una ona em? 2 formes: 1- Distingim dades per amplituds diferents d'ona. (MODULACIÓ PER AMPLITUD, AM) 2- Distingim dades per freqüències d'ona diferents. (MODULACIÓ EN FREQÜÈNCIA, FM) però primer haurem de recordar què és l'amplitud d'una ona i què la seva freqüència.. V A = amplitud d'ona És el valor màxim del senyal.. • •. T = Període d'ona. Freqüència F = 1 / T (La inversa del període). t 38. És el temps que triga a produir un cicle..

(39) modulacion de la esñal en ones de transport 1- Distingim dades per amplituds diferents d'ona. (MODULACIÓ PER AMPLITUD, AM) a) Creem un "diccionari" de signes segons la AMPLITUD. =C. =S. =A. b) Mòdul l'ona en amplitud per transmetre la paraula "CASAS". senyal original senyal final. "CASAS " auricular Aparell 1 (senyal elèctric). Modulador. "C ". "A ". "S ". "A ". "S " Demodulador. AM Amplificador. Aparell 2 (senyal elèctric).

(40) modulacion de la esñal en ones de transport 2- Distingim dades per freqüències d'ona diferents. (MODULACIÓ EN FREQÜÈNCIA, FM) a) Creem un "diccionari" per codificar signes segons la frencuencia.. =C. =S. =A. b) Mòdul l'ona en freqüència per transmetre la paraula "CASAS" senyal original. senyal final. "CASAS ". Aparell 1 (senyal elèctric). auricular. Modulador FM. "C ". "A ". "S ". "A ". "S ". 40. Demodulador. Amplificador. Aparell 2 (senyal elèctric).

(41) actividades.3.2 •. Contesta: -Quines Són les dues maneres de codificar (modular) les dades en una ona? -Quina Diferència hi ha entre la codificació analògica i la digital " -explica Com és la codificació en amplitud. -explica Com és la codificació en freqüència.. • •. 41.

(42) III.3 transmisión de vàries esñales al mamo temps. Moltes vegades transmetem diversos senyals alhora: imatge, so, diverses converses telefòniques, diversos canals de televisió alhora ... Com ho fem ?. 1- Distingim els dos senyals per amplituds diferents d'ona. (SISTEMES MULTIMPLEX PER DIVISIÓ D'AMPLITUD) 2- Distingim els dos senyals per freqüències diferents d'ona. (SISTEMES MULTIMPLEX PER DIVISIÓ DE FREQÜÈNCIA) 3- UN NOU: Els distingim intervals de temps diferents. (SISTEMES MULTIPLEX PER DIVISIÓ EN EL TEMPS). 42.

(43) transmisión de vàries esñales al mamo temps. 1-Distingim missatges per amplituds diferents d'ona. (SISTEMA MULTIPLEX PER DIVISIÓ EN AMPLITUD) En aquest sistema el primer canal està en les amplituds grans, l'altre canal a les petites Amplituds grans. "I ". "S ". SÍ. "SÍ ". Amplituds petites "MEU ". MEU "Í ". "M ". "O ". 2- Distingim missatges per freqüències d'ona diferents. (SISTEMA MULTIPLEX PER DIVISIÓ EN FREQÜÈNCIA) En aquest sistema el primer canal està en les freqüències llargues, l'altre canal a les curtes.. Freqüència d'ona. Freqüències "SÍ " curtes. SÍ MEU. "M ". "I ". "S ". "O ". "I ". Freqüències 43 llargues "MEU ".

(44) transmisión de vàries esñales al mamo temps. 3- Distingim missatges per intervals de temps. (SISTEMA MULTIPLEX PER DIVISIÓ EN EL TEMPS) Per al tercer tipus simplement s'assignen intervals de temps diferents que van alternant.. 1r període "SÍ ". SÍ MEU. "S ". "I ". 1er interval de temps (1segundo). "M ". "I ". "O ". 2n període. "MEU ". 2n interval de temps (1segundo). 44.

(45) actividades.3.3 •. Contesta: -Quines Són les tres maneres de transmetre diversos senyals (transmissió multiplex) a la vegada en una ona electromagnètica? - Explica com és la transmissió múltiple per amplitud. - Explica com és la transmissió múltiple per freqüència. - Explica com és la transmissió múltiple per divisió en el temps.. • •. 45.

(46) en fjon, comÚnicaet també amb El que Tens al Costat a la manera antiga, Mirant Parlant i. 46.

(47)