CAPITULO II
MARCO TEÓRICO
14 CAPITULO II
MARCO TEORICO
En este capítulo del trabajo de investigación, el objeto es sustentar teóricamente el desarrollo de las diferentes etapas o pasos a seguir para el diseño de un sistema de transmisión de datos para el registro de señales sísmicas y el estudio de la aplicación del mismo, de igual forma se expondrán los objetivos planteados de tal manera que se pueda describir el problema, luego se abordara la justificación de la investigación; por último, la delimitación del área geográfica y el tiempo en el cual se lleva a cabo.
1. TEORIZACIÓN DE LA VARIABLE
A continuación en esta sección se desarrollaran los antecedentes del problema relacionados con el área de estudio, las bases teóricas que presentan vinculación directa con la investigación, permitiendo la profundización teórica y el conocimiento de los procedimientos metodológicos que hacen posible el logro de los objetivos planteados
1.1 ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN
Para la realización de este Proyecto se tomaron como referencia una serie de trabajos de investigación los cuales aportaron ideas importantes
15 para el desarrollo del mismo, donde se logro conocer nuevos conocimientos, nuevas técnicas y poder profundizar extensamente sobre este Estudio.
Por su parte, Rangel Medina (2010) ¨Sistema de alerta temprana basado en tecnología de radiofrecuencia¨ El objeto de la investigación fue diseñar un sistema de alerta temprana basada en tecnología de radiofrecuencia, bajo el área de sistemas de comunicaciones, mención telecomunicaciones, en el área temática de las comunicaciones inalámbricas. La investigación se clasifica considerando los siguientes aspectos por su finalidad, como proyectiva; por el método, como descriptiva y según la forma de obtener los datos de campo no experimental. Se considera pertinente en esta investigación tomar en cuenta la observación indirecta como técnica de recolección de datos. Para el desarrollo de la metodología de investigación, se realizó una revisión de diversos autores y acordes con el objetivo general.
Hoy en día las redes inalámbricas son vistas como un complemento de las redes de cable, es decir, se utilizan generalmente para extender las redes ya establecidas por medio de comunicaciones físicas (cables). Esto se debe a que generalmente las redes inalámbricas no son muy seguras debido al alto porcentaje de error en la transmisión de datos producto de interferencias y ruidos que recogen en su trayectoria
Es importante destacar los beneficios que conlleva el uso de los sistemas inalámbricos para la comunicación de servicio de voz y datos, sobre todo hoy en día cuando la tecnología tiene un papel muy importante en los sectores de
16 la sociedad, por lo que siempre será adecuadamente la decisión de invertir en ella.
Para la presente investigación brinda muchos argumentos y basamentos que aportan validez a varias tecnologías usadas en la misma y en el área de telecomunicaciones y sistemas de transmisión basados en radiofrecuencia.
Arteaga (2007) en su trabajo ¨Pronostico de la Radio atenuación Troposférica por lluvia para la Ciudad de Maracaibo¨. Este estudio surge de la necesidad de poder predecir la radio atenuación troposférica debido a que la misma impacta significativamente en la calidad de los servicios prestados por empresas de telecomunicaciones y entes gubernamentales. Se planteó como propósito fundamental pronosticar mediante un modelo estadístico la radio atenuación troposférica en db/km en una ventana espectral de interés para la ciudad de Maracaibo, Estado Zulia. Debido a que una de las causas de radio atenuación troposférica es la lluvia, este pronóstico está basado en el análisis completo de la data histórica de las precipitaciones en la ciudad.
La investigación fue descriptiva, proyectiva y factible, debido que presenta un modo factible para la posible solución de un problema y a su vez, con un diseño de investigación no experimental. El resultado fue el cálculo de la radio atenuación troposférica para la ciudad de Maracaibo en un rango de frecuencias comprendido desde los 2,4GHZ hasta los 7,25GHZ, así mismo entre los 11GHZ hasta los 18GHZ, utilizando el método de ARIMA debido que arrojó resultados que se ajustan a la realidad, luego de ser comparado
17 con otros métodos estadísticos predictivos como la Regresión Lineal y la Suavización Exponencial.
De esta manera, se calculó la radio atenuación causada por la intensidad de lluvia con la data pronosticada obtenida, permitiendo predecir el fenómeno antes descrito hasta el mes de diciembre de 2008, lo que servirá como aporte a las empresas de telecomunicaciones y entes gubernamentales para que puedan tomar medidas sin verse afectada sus prestaciones de servicios.
Con respecto a los aportes que tiene hacia la investigación en curso, ésta brinda una serie de argumentos válidos y aplicables que complementan factores esenciales, como la de predecir la radio atenuación y su impacto en la calidad de los servicios prestados por empresas y en este caso entes gubernamentales. Igualmente es importante resaltar que existen muy pocas investigaciones alrededor del mundo sobre este tema tan específico.
Otro estudio relacionado que aporta al presente proyecto es el proporcionado por Arcaya (2002) el cual presenta en su trabajo "Sistema de monitoreo continuo de la producción de pozos productores de petróleo de la unidad de exploración de la Salina¨. El estudio constituyó las bases teóricas en los postulados enfoques y teorías de Espistia (2002), [email protected] (2006), Clark (2001), Carlson (2001), Ferrer (2004), (http://www.intel.com), Encarta (2005); entre otros autores.
La investigación fue de tipo descriptivo; calificándose el diseño como no experimental descriptivo transaccional. La metodología se llevó a cabo a través de cinco (5) fases; las cuales permitieron analizar las condiciones que
18 provocan radio atenuación, la intensidad de la lluvia en milímetros por hora para la data seleccionada. Los datos obtenidos arrojaron que la tendencia observada en los distintos rangos de frecuencias es directamente proporcional, esto es, que a mayor frecuencia mayor es la radio atenuación, en el marco de la intensidad de precipitaciones
El aporte es de mucha relevancia la investigación citada la cual posee términos de mucha importancia en la investigación ya que plantea la influencia que tiene la presión atmosférica en los sistemas basados en radiofrecuencia, involucrados en el tema de las comunicaciones de radio así se diseñaran las redes de comunicación Minimizando el margen de error en la transmisión, garantizando en lo posible el mejor rendimiento en la transmisión de datos y un buen desempeño del sistema, previniendo la radio atenuación de las señales, reduciendo así los costos y las pérdidas de tiempo que a su vez se traducen en pérdidas económicas.
Finalmente, Meza (2000) ¨Diseño de un prototipo de sismógrafo computarizado para la detección de movimientos telúricos, con medición simultánea de factores ambientales¨. El presente estudio se planteó como propósito fundamental determinar la influencia de la presión. La investigación es del tipo explicativa y se desarrolla mediante una metodología de diseño experimental, con este estudio se obtiene la atenuación de la señal a diferentes presiones atmosféricas y se generan las graficas de comportamiento del mismo.
19 Como resultado de esta investigación, se observó que si existe una influencia en la atenuación de la frecuencia 2.4GHz, bajo la presencia de la presión atmosférica. Los resultados obtenidos son de mucha importancia para los entes públicos y privados involucrados en el tema de las comunicaciones de radio ya que así se diseñaran y planearan las redes de comunicación minimizando el margen de error en la transmisión así como también se podrán generar mapas de atenuación en todas las zonas geográficas del país, garantizando en lo posible el mejor rendimiento en la transmisión de datos y un buen desempeño del sistema computacional, previniendo la radio atenuación de las señales, reduciendo así los costos y las pérdidas de tiempo que a su vez se traducen en pérdidas económicas Para los investigadores, el aporte que presta la investigación referente al presente estudio, es una alternativa a la tecnología para el desarrollo de los enlaces utilizados en la transmisión de registro de señales mediante radiofrecuencia, proporcionando así opciones para el desarrollo del diseño del sistema de transmisión.
1.2 BASES TEORICAS
Para el desarrollo de los fundamentos teóricos de esta investigación, se consideró conveniente estudiar una serie de aspectos relevantes con la variable de estudio la cual es sistema de transmisión para la elaboración de las posibles conclusiones, por lo que se hace necesario establecer claramente la correspondencia entre algunos conceptos referidos a dicha
20 variable; con el objeto de construir un sustento teórico que le de concreción a estos términos, lo cual es indispensable para una mejor comprensión y entendimiento de los mismos.
1.2.1 TÉRMINOS SÍSMICOS
En esta parte se expondrán todos los términos relacionados con los
sismos, los cuales van a definir todas las características y elementos relacionados con la ciencia que los estudia la cual es la sismología.
1.2.1.1 SISMOS
Para Suarez (1996, p. 15) Un terremoto , también llamado seísmo o sismo o temblor de tierra es una sacudida del terreno que se produce debido al choque de las placas tectónicas y a la liberación de energía en el curso de una reorganización brusca de materiales de la corteza terrestre al superar el estado de equilibrio mecánico. Los más importantes y frecuentes se producen cuando se libera energía potencial elástica acumulada en la deformación gradual de las rocas contiguas al plano de una falla activa, pero también pueden ocurrir por otras causas, por ejemplo en torno a procesos volcánicos o por hundimiento de cavidades cársticas.
1.2.1.2 MAGNITUD
Mide la energía liberada y se expresa en la amplitud de las ondas sísmicas. El proceso de medición de la magnitud de un sismo ha pasado por
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diferentes etapas. En un primer momento la escala (ML) utilizada fue la de Richter (quien en 1930 introdujo el concepto de magnitud), pero la misma fue diseñada para medir los terremotos de California y resultó poco práctica para las realidades de otros países. Posteriormente, se extendió el concepto de magnitud y se crearon otros métodos para su estudio, tales como el de Magnitud por Ondas Superficiales (Ms), Magnitud por Ondas de Cuerpo (Mb), Magnitud por Momento Sísmico (Mw) y Magnitud por Coda o duración (Mc). Los últimos dos sistemas son los más utilizados actualmente.
1.2.1.3 INTENSIDAD
La intensidad es una medida subjetiva de los daños ocasionados por un sismo sobre la población, las cons trucciones y la naturaleza misma. En 1902, Mercalli propuso una tabla de escala de intensidad, posteriormente modificada por Wood y Neumann en 1931. Esta escala es la más usada en América, mientras que en Europa se utili za la MSK (por Medvedev, Sponhouer y Karnik). Ambas constan de 12 niveles.
1.2.1.4 EPICENTRO
El epicentro es el punto en la superficie de la Tierra que está directamente encima del foco o hipocentro, el punto donde un terremoto o una explosión bajo tierra se origina. El epicentro es usualmente el lugar con mayor daño.
Sin embargo, en el caso de grandes terremotos, la longitud de la ruptura de
22 la falla puede ser muy grande, por lo que el mayor daño puede localizarse no en el epicentro, sino en cualquier otro punto de la zona de ruptura.
1.2.1.5 HIP OCENTRO
El hipocentro es el punto del interior de la Tierra, donde se inicia un movimiento sísmico. También corresponde al punto en el cual se produce la fractura de la corteza terrestre, que genera un terremoto. En él se produce también la liberación de energía (es decir de donde se inicia el terremoto).
El epicentro es la proyección del hipocentro en la superficie terrestre; por lo tanto, el lugar donde el sismo se siente con mayor intensidad corresponde al punto en la superficie de la tierra ubicado directamente sobre el hipocentro. Como indican los correspondientes prefijos griegos, el hipocentro es un punto del interior de la litosfera, mientras que el epicentro está en la superficie de ésta.
1.2.1.6 SISMOLOGIA
Para Espíndola (1994, p. 7) La ciencia que estudia los aspectos relacionados con la ocurrencia de temblores de tierra, terremotos o sismos se denomina sismología. Esta es una ciencia joven, puesto que gran parte de sus métodos e instrumentos de observación fueron desarrollados a lo largo del siglo XX. A pesar de esto, la sismología ha logrado avances notables.
Quizá una de sus más valiosas contribuciones al entendimiento de nuestro planeta lo constituya su aportación a la llamada Tectónica de Placas.
23 1.2.1.7 SISMOGRAFO
Según Espíndola (1994, p. 17) El instrumento esencial para estudiar los temblores es el sismógrafo. Este es un aparato que registra el movimiento del suelo causado por el paso de una onda sísmica. Los sismógrafos fueron ideados a fines del siglo pasado y perfeccionados a principios del presente.
En la actualidad, estos instrumentos han alcanzado un alto grado de desarrollo electrónico, pero el principio básico empleado no ha cambiado como veremos a continuación.
Para registrar el movimiento del suelo es necesario referirlo a un punto fijo en el espacio; si quisiéramos referirlo a un punto anclado al mismo suelo nos sería imposible obtener un registro puesto que el punto también se movería junto con el suelo al que está anclado. Para salvar esta dificultad, podemos recurrir al principio de inercia de los cuerpos, como sabemos este principio nos dice que todos los cuerpos tienen una resistencia al movimiento o a variar su velocidad.
1.2.1.8 FALLAS GEOLOGICAS
Según Deslano (2010, p. 24) En geología , una falla es una discontinuidad que se forma por fractura en las rocas superficiales de la Tierra (hasta unos 200 km de profundidad) cuando las fuerzas tectónicas superan la resistencia de las rocas. La zona de ruptura tiene una superficie generalmente bien
24 definida denominada plano de falla y su formación va acompañada de un deslizamiento de las rocas tangencial a este plano.
El movimiento causante de la dislocación puede tener diversas direcciones: vertical, horizontal o una combinación de ambas. En las masas montañosas que se han alzado por movimiento de fallas, el desplazamiento puede ser de miles de metros y muestra el efecto acumulado, durante largos periodos, de pequeños e imperceptibles desplazamientos, en vez de un gran levantamiento único. Sin embargo, cuando la actividad en una falla es repentina y brusca, se puede producir un gran terremoto, e incluso una ruptura de la superficie terrestre, generando una forma topográfica llamada escarpe de falla.
1.2.1.9 REPLICAS
Según Cantos (2002, p.24) las réplicas de un terremoto son movimientos sísmicos que ocurren en la misma región en donde hubo un temblor o terremoto central (generalmente dentro de una longitud cercana de ruptura).
Estos temblores son una consecuencia de readecuaciones de la corteza terrestre alrededor de la falla en que se dio el sismo principal.
Una réplica siempre es de menor magnitud que el sismo principal. En el caso de que una réplica tuviera una magnitud mayor que el sismo principal, es catalogada como el nuevo sismo principal, y el sismo principal original es considerado un sismo premonitor.
25 1.2.1.10 ESCALA DE MAGNITUD E INTENSIDAD
Para Espíndola (1994, p. 25) Las escalas de magnitud e intensidad se utilizan para cuantificar o medir los temblores. La escala de magnitud está relacionada con la energía liberada como ondas sísmicas; la intensidad, con los daños producidos por el sismo. Ambas escalas son necesarias puesto que miden aspectos diferentes de la ocurrencia de un temblor. Así, la escala de magnitud está relacionada con el proceso físico mismo, mientras que la intensidad lo está con el impacto del evento en la población.
La escala de intensidad permite describir de manera sucinta los efectos de un temblor. Como por otra parte los daños causados por un temblor se concentran en las cercanías de la fuente, la distribución de intensidades permite estimar el epicentro de un temblor, sin embargo, la escala es en gran medida subjetiva y no permite la comparación de los sismos entre.
1.2.2 RED DE ESTACIONES SISMOLOGICAS
Para Lafuente (2004, p 15) Se le llama así al conjunto de estaciones que reportan los datos detectados por los sismómetros a una estación central para su registro y análisis.
1.2.3 RED SISMOLOGICA DE VENEZUELA
Para Lafuente (2004, p 15) La Red Sismológica de Venezuela está soportada actualmente por dos subredes: la telemétrica y la sate lital. Ambas
26 subredes, así como la Red Acelerográfica Nacional, están en proceso de modernización. La Red Sismológica cuenta en los actuales momentos con 26 estaciones satelitales, localizadas en: El Llanito (Caracas), Birongo y Cúpira (Miranda), El Baúl (Cojedes), Carúpano, Güiria y Guanoco (Sucre), Villa del Rosario (Zulia), Las Mercedes del Llano (Guárico), Dabajuro, Jacura y Montecano (Falcón), Quebrada Arriba, Siquisique, Curarigua, Sana rito y Terepaima (Lara), Pariaguán (Anzoátegui), Oritupán (Monagas), Socopó (Barinas), Capacho (Táchira), Caicara (Bolívar), Turiamo (Carabobo), Río Grande (Amazonas), isla La Blanquilla, isla Los Testigos, estando previsto instalar las 9 estaciones restantes en La Orchila, Amazonas, Bolívar, Apure, Mérida, Delta Amacuro y Carabobo.
Aparte de las estaciones satelitales, se tienen 8 esta ciones asociadas a la subred Telemétrica, las cuales envían la señal sísmica modulada en VHF a la estación central de El Llanito, donde se obtiene n y analizan sus respectivos sismogramas. Esta red tiene estaciones en: Caracas (Observatorio Cagigal y El LLanito), San Juan de Los Morros (Platillón), Falcón (Morrocoy y Cerro Antonio), Aragua (Las Ollas y Guacamaya) y Cojedes (Cerro El Oso).
Funvisis también cuenta con 3 estaciones que cubren las regiones de Laguneta y El Tocuyo (estado Lara), y Santo Domingo (estado Mérida). En ellas el análisis de los sismogramas se realiza en el sitio. Esta información se envía a la estación central por vía telefónica o fax. Además, en Santo
27 Domingo hay una estación sismológica de banda ancha, asociada a la Red Mundial IRIS (Incorporated Re search Institutions for Seismology).
La Resvac, Red de Estaciones Sismológicas de Apertura Continental, como se conoce esta agrupación de estaciones, posee una estación central ubicada en la sede de Funvisis, en El Llanito, donde se concentra la infor- mación proveniente de todas las estaciones sismológicas para la determinación de las características del sismo: localización del hipocentro (epicentro y profundidad), magnitud, polaridad (compresión y dilatación) y fases del sismo (impulsiva y emergente).
La Red Sismológica de Venezuela tiene otras redes locales asociadas que manejan otras instituciones, tales como: la Universidad de Los Andes, la Universidad de Oriente, Desurca, Edelca y Pdvsa.
1.2.4 RED ACELEROGRAFICA DE VENEZUELA
Para Genatios (2004, p. 55) La Red Acelerográfica de Venezuela, REDAC, es la encargada de registrar los movimientos fuertes del terreno, con la intención de estudiar tanto la aceleración con que la actividad sísmica impacta los componentes estructurales de las construcciones como el comportamiento de los perfiles geotécnicos del subsuelo. Los equipos que conforman el Plan de Expansión de la REDAC brindarán la posibilidad de interrogar vía telefónica (modem) a las estaciones sobre su funcionamiento y la información sísmica almacenada, es decir, los equipos funcionarán tal cual lo hace una computadora, lo que evidencia el desarrollo alcanzado en
28 el registro de este tipo de eventos. Cabe señalar, que en la actualidad están funcionando 97 estaciones acelerográficas localizadas alrededor de las grandes fallas: Boconó-San es en hospitales, escuelas, presas y otras edificaciones de esfuerzos. Sebastián-El Pilar y que 43 estaciones adi- cionales se instalarán en otras importantes ciudades del interior, con lo que se alcanzará la meta propuesta: cubrir todo el país desde San Antonio del Táchira hasta Güiria y desde Machaques a Puerto Ordaz. Es importante resaltar que Funvisis tiene interés en instalar este tipo de estación interés comunitario y hacia allí está dirigiendo parte de sus
Los acelerógrafos están constituidos por tres sensores denominados acelerómetros (dos horizontales y uno vertical), una batería, una unidad de almacenamiento de información, una tarjeta para comunicación vía modem, otra para el sistema de posicionamiento global (GPS), con su correspondiente antena, y un cargador externo.
1.2.5 ESPECTRO ELECTROMANETICO
Para Purcel (2001, p. 236) Se denomina espectro electromagnético a la distribución energética del conjunto de las ondas electromagnéticas. Referido a un objeto se denomina espectro electromagnético o simplemente espectro a la radiación electromagnética que emite (espectro de emisión) o absorbe (espectro de absorción) una sustancia.
Dicha radiación sirve para identificar la sustancia de manera análoga a una huella dactilar. Los espectros se pueden observar mediante
29 espectroscopios que, además de permitir observar el espectro, permiten realizar medidas sobre éste, como la longitud de onda, la frecuencia y la intensidad de la radiación.
El espectro electromagnético se extiende desde la radiación de menor longitud de onda, como los rayos gamma y los rayos X, pasando por la luz ultravioleta, la luz visible y los rayos infrarrojos, hasta las ondas electromagnéticas de mayor longitud de onda, como son las ondas de radio.
Se cree que el límite para la longitud de onda más pequeña posible es la longitud de Planck mientras que el límite máximo sería el tamaño del Universo aunque formalmente el espectro electromagnético es infinito y continuo.
1.2.6 SISTEMAS DE TRANSMISIÓN
Forouzan (2007, p.4). La transmisión de datos es el intercambio de datos
entre dispositivos a través de alguna forma de media de transmisión, como un cable para que la transmisión de datos sea posible, los dispositivos de comunicación deben ser parte de un sistema de comunicación forma de hardware (equipo físico) y software (programas).
1.2.7 MEDIOS DE TRANSMISIÓN
Forouzan (2002, p. 181). Se puede definir ampliamente un medio de transmisión como cualquier cosa que puede transportar información de un
30 origen a un destino. Para un mensaje escrito, el mensaje de transmisión podría ser un transporte de correo un camión o un avión.
1.2.8 MEDIOS GUIADOS
Forouzan (2002, p. 181).Los medios guiados son aquellos que
proporcionan un conductor de una dispositivo al otro e incluyen los cables de pares trenzados, el cable coaxial y los cables de fibra óptica. Una señal viajando por cualquiera de estos medios es dirigida y contenida por los límites físicos del medio. El par trenzado y el cable coaxial usa conductores metálicos (de cobre) que aceptan y transportan señales de corriente eléctrica. La fibra óptica es un cable de cristal o plástico que acepta y transporta señales en forma de luz.
1.2.9 MEDIOS NO GUIADOS
Forouzan (2002, p.194) Los medio no guiados trasportan ondas
electromagnéticas sin usar un conductor físico. Este tipo de comunicación se denomina a menudo comunicación inalámbrica. Las señales se radian a través del aire, y por tanto, están disponibles para cualquiera que tenga un dispositivo capaz de recibirlas.
Las señales no guiadas pueden viajar del origen destino de distintas
formas: en superficie, por el cielo y en línea de visión. En la propagación en superficie, las ondas de radio viajan a través de la porción más baja de la atmosfera, abrazando a la tierra. A las frecuencias más bajas, las señales
31 emanan en todas las direcciones desde la antena de transmisión y sigue la curvatura del planeta. La distancia depende la cantidad de potencia en la señal: cuanto más grande es la potencia más grande es la distancia.
En la propagación por cielo, las ondas de radio con una frecuencia mayor
se radian hacia arriba en la ionosfera (la capa de la atmosfera donde las partículas existen en forma de iones) donde se refleja hacia la superficie de la tierra. Este tipo de transmisión permite distancias mayores con una potencia de salida menor.
En la propagación por línea de vista se transmiten señales de muy alta
frecuencia directamente de antena a antena siguiendo una línea recta. Las antenas deben ser direccionales, estando enfrentadas entre sí y, o bien están suficientemente altas o suficientemente juntas para no verse afectadas por la curvatura de la tierra. La propagación por la línea de vista es truculenta porque las transmisiones de radio no se pueden enfocar completamente la transmisión.
1.2.10 MODOS DE TRANSMISIÓN
Forouzan (2002, p. 28) existen cuatro modos de transmisión posibles:
simplex, semiduplex, dúplex y dúplex/dúplex.
1.2.10.1 SIMPLEX
Forouzan (2002, p.28) Con el funcionamiento simplex, las trasmisiones solo se hacen en una dirección, a veces, a los sistemas simples se les llama
32 solo un sentido, solo recibir o solo transmitir. Una estación puede ser un transmisor o un receptor, pero no ambos a la vez.
1.2.10.2 SEMI DUPLEX
Forouzan (2002, p. 29) En el funcionamiento semiduplex, las
transmisiones se pueden hacer en amabas direcciones, pero no al mismo tiempo. A veces, a los sistemas semiduplex se les llama de alternar a ambos sentidos, en uno de los sentidos, o de cambio y fuera. Una estación puede ser transmisora y receptora, pero no al mismo tiempo.
1.2.10.3 DÚPLEX TOTAL
Forouzan (2002, p. 30) Con la generación en dúplex total/general es
posible transmitir y recibir en forma simultánea, pero no es necesariamente entre las mismas dos estaciones es decir, una estación puede transmitir a una segunda estación, y recibir al mismo tiempo de una tercera estación.
1.2.11 MODULACIÓN
Carlson (2007, p. 6) El fin de un sistema de comunicaciones es entregar una señal de mensaje desde una fuente de información en una forma reconocible hasta el destino del usuario, con la fuente y el usuario separados físicamente uno del otro.
Para realizar lo anterior, el transmisor modifica la señal de mensaje en una forma adecuada para la transmisión por el canal. Esta modificación se
33 logra mediante un proceso conocido como modulación, que implica variar algún parámetro de la onda portadora de acuerdo con la señal mensaje . El receptor regenera la señal del mensaje original a partir de una versión degradada se la señal transmitida luego de la propagación a través del canal.
Esta regeneración se consigue al emplear un proceso conocido como demodulación, que es el inverso del proceso de modulación utilizado por el transmisor.
Sin embargo, debido a la inevitable presencia de ruido y de distorsión en la señal recibida, encontramos que el receptor no puede regenerar exactamente la señal del mensaje original. La degradación que resulta en el desempeño completo del sistema depende del tipo del esquema de modulación que se utilice. De modo especifico, observamos que algunos esquemas de modulación son menos sensibles a los efectos del ruido y a la distorsión que otros.
Existen muchas formas de modular una señal de información, pero básicamente los tipos de modulación se clasifican en dos grandes grupos conocidos como modulación analógica y modulación digital.
1.2.11.1 MODULACIÓN ANALÓGICA
Carlson (2007, p.6) a modulación analógica también es conocida como modulación de onda continua, o conversión de analógico a analógico, y ella se pueden conseguir tres formas: modulación de amplitud (AM), y la
34 modulación angular, entre las cuales se encuentran la modulación de frecuencia (FM) y la modulación en fase (PM).
1.2.11.2 MODULACIÓN AM
Según Tomasi (2003, p. 100) la modulación de amplitud (AM) es el
proceso de cambiar la amplitud de una portadora de frecuencia relativamente alta de acuerdo con la amplitud de la señal modulante (información).Las frecuencias que son lo suficientemente altas para radiarse de manera eficiente por una antena y propagarse por el espacio libre se llaman comúnmente radiofrecuencias o simplemente RF.
Con la modulación de amplitud, la información se imprime sobre la portadora en la forma de cambios de amplitud. La modulación de amplitud es una forma de modulación relativamente barata y de baja calidad de modulación que se utiliza en radiodifusión de señales de audio y video.
La banda de radiodifusión comercial abarca desde 535 a 1605Khz.La radiodifusión comercial de televisión se divide en tres bandas (dos VHF y una UHF). Los canales de banda baja de VHF están entre 2 y 6 (54 a 88Mhz), los canales de UHF son entre 14 y 83 (470 a 890MHz).
La modulación de amplitud también se usa para las comunicaciones de radio móvil de dos sentidos tal como una radio de banda civil (CB) (22.965 a 27.405 MHz), por lo cual existen distintos tipos de frecuencias para cada aplicación distinta .
35 1.2.11.3 MODULACIÓN ANGULAR
Según Tomasi (2003, p. 228) En esencia, la diferencia entre la
modulación de frecuencia y en fase esta en cual propiedad de la portadora (La frecuencia o la fase) esta variando directamente por la señal modulante y cual esta variando indirectamente. Siempre que la frecuencia de la portadora esta variando, la fase también se encuentra variando, y viceversa.
Por lo tanto, la modulación de Frecuencia (FM) y la modulación de fase (PM), deben ocurrir cuando se realiza cualquiera de las formas de la modulación angular. Si la frecuencia de la portadora varía directamente de acuerdo con la señal modulante, resulta en una señal FM. Si la fase de la portadora varía directamente de acuerdo con la señal modulante, resulta en una señal PM. En consecuencia, la FM directa es una PM indirecta y la PM directa es una FM indirecta, de acuerdo a los distintos tipos de modulaciones.
1.2.11.4 MODULACIÓN FM
Carlson (2003, p. 184) Este tipo de modulación se consigue variando la frecuencia de la portadora de amplitud constante directamente proporcional a la amplitud de la señal modulante, lo cual se consigue fácilmente utilizando un oscilador controlado por voltaje (VCO), para la lograr la modulación en frecuencia de la señal deseada para luego ser transmitida mediante los equipos deseados.
36 1.2.11.5 MODULACIÓN PM
Carlson (2003, p. 184) Se consigue variando la fase de la portadora de amplitud constante directamente proporcional, a la amplitud de la señal modulante, con una relación igual a la frecuencia de la señal modulante.
1.2.11.6 MODULACIÓN DIGITAL
Carlson (2003, p.611) Los elementos que distinguen un sistema de modulación digital de un sistema de modulación analógico (AM), de frecuencia (FM) o de fase (PM), es que en una modulación digital, las señales de modulación y demodulación son pulsos digitales, en lugar de formas de ondas analógicas, pero las señales portadoras siguen siendo analógicas al igual que en los sistemas convencionales.
En esencia hay cuatro técnicas de modulación digital que se suelen utilizar en sistemas de transmisiones digitales, las cuales son: transmisión (modulación) por cierre o apertura (OOK), transmisión (modulación) por desplazamiento de frecuencia (FSK), transmisión (modulación) por desplazamiento de fase (PSK), y transmisión (modulación) de amplitud de cuadratura (QAM).
1.2.11.7 MODULACIÓN OOK
Carlson (2003, p. 631) Conocida como OOK, por sus siglas en ingles: (on- off-keying), también es llamada transmisión por desplazamiento de amplitud
37 (ASK, por sus siglas en ingles: Amplitude Shift Keying), la cual consiste en activar o desactivar (conmutar) una portadora sinodal con una señal binaria unipolar. Es idéntica a la modulación binaria unipolar en una señal DSB-SC.
La transmisión de radio del código Morse es un ejemplo de esta técnica. Por consiguiente, la técnica OOK o ASK fue unas de las primeras técnicas de modulación y precede del sistema de comunicación analógicos.
1.2.11.8 MODULACIÓN FSK
Carlson (2003, p. 638) La transmisión por desplazamiento de frecuencia (FSK), es una forma, en alguna medida simple, de modulación digital de bajo rendimiento. El FSK binario es una forma modulación angular de amplitud constante, similar a la modulación en frecuencia convencional, excepto que la señal modulante es un flujo de pulsos binarios que varia, entre dos niveles de voltaje discreto, en lugar de una forma de onda analógica que cambia de manera continua.
1.2.11.9 MODULACIÓN PSK
Carlson (2003, p. 640) Es otra forma de modulación angular, modulación digital de amplitud constante. El PSK es similar a la modulación en fase convencional, excepto que con PSK la señal de entrada es una señal digital binaria y son posibles un número limitado de fases de salida de la señal modulada.
38 1.2.12 RED INALÁMBRICA
Miquel Oliver (2000, p.5) Una red de área local inalámbrica puede definirse como a una red de alcance local que tiene como medio de transmisión el aire. Por red de área local entendemos una red que cubre un entorno geográfico limitado, con una velocidad de transferencia de datos relativamente alta (mayor o igual a 1 Mbps tal y como especifica el IEEE), con baja tasa de errores y administrada de forma privada.
1.2.13 DISPOSITIVOS DE INTERCONEXIÓN
GS comunicaciones (1998), señala que los dispositivos de interconexión
son los encargados de establecer enlace físico entre dos o más redes, permitiendo compartir recursos, información, aplicación y mensajes independientemente de la separación geográfica de la misma y el sistema operativo de la red que utilicen, entre los cuales se encuentran: el modem, encaminadores (ROUTERS), concentradores (HUB) y puentes.
1.2.13.1 MODEM
Puntualiza Castro (1999, p. 550), que el MODEM es un dispositivo que
convierte las señales digitales, provenientes de un ETD, en señales aptas para ser transmitidas eficazmente por las redes telefónicas analógicas y recíprocamente, en el extremo Terminal de un circuito teleinformático,
39 convierte las señales analógicas que entrega la red en señales digitales aptas para ser procesadas por el ETD situado en el extremo receptor.
Según Halsall (1998, p. 929) este dispositivo forma parte esencial para la conexión entre dos ordenadores remotos utilizando la línea telefónica. De forma que pueda intercambiar información entre sí, el modem es uno de los métodos más extendidos para la interconexión de ordenadores por su sencillez y bajo costo. Por tanto, este es un dispositivo que convierte un flujo de datos binarios a una forma analógica y viceversa, este realiza las funciones de modulación como de demodulación.
1.2.13.2 ENCAMINADORES
Para Atelin (2006, p. 198) los encaminadores o routers son dispositivo de interconexión que tiene acceso a toda la información, en particular a las direcciones lógicas que son independientes de todo método de acceso y de toda topología física.
Además, el router debe conocer la lista de todas las redes lógicas existentes, que conserva en una tabla. Estos datos se actualizan ya sea todas en inicialización del dispositivo, lo que se conoce como enrutamiento estático, o regularmente gracias a los routers que se informan mutuamente de las modificaciones de las topologías en la intrared. Esto es lo que se conoce como enrutamiento dinámico, lo cual consiste en la actualización de los datos de las rutas y de los dispositivos.
40 1.2.13.3 CONCENTRADOR
Para Clayton (2002, p. 107) Un concentrador se define como un dispositivo que efectúa funciones de multiplexado y encaminamiento. El término concentrador o hub describe la manera en que las conexiones del cableado de cada nodo de una red se centralizan y conectan en un único dispositivo, normalmente los concentradores incluyen ranuras para aceptar varios modelos y un papel trasero común para funciones de encaminamiento, filtrado y conexión a diferentes medios de transmisión.
Por otro lado, los nuevos hub de tercera generación ofrecen proceso basado en arquitectura Reduced Instructions Set Computer (RISC) junto con múltiples placas de alta velocidad, están formadas por varias bases independientes Ethernet, Tokenring, FDDI y de gestión lo que elimina la saturación de tráfico de los actuales protocolos de segunda generación.
1.2.13.4 PUENTES
Según Torres (1999, p. 179) los puentes son definidos como elementos inteligentes, constituidos como nodos de red, que conectan entre sí dos sub - redes, transmitiendo de una a otra el trafico generado no local, estos elementos disminuyen el mínimo total de paquetes circulando por la red, por lo que en general habrán menos colisiones y resultara más difícil llegar a la congestión de red. Este recibe el paquete y lo almacena temporalmente mientras hace chequeo de errores y analiza si lo debe pasar a otra red.
41 2. SISTEMAS DE VARIABLES
En el presente trabajo de investigación la variable que se tiene como objeto de estudio es el sistema de transmisión, ya que será de esta manera que se llevara a cabo el registro de las señales sísmicas, esta variable servirá como soporte para sustentar esta investigación tanto en el diseño como en lo teórico.
2.1 DEFINICIÓN NOMINAL
Sistema de Transmisión.
2.2 DEFINICIÓN CONCEPTUAL
Basándose en el concepto de Gil (2010, p.25) un Sistema de Transmisión está formado por cinco componentes básicos, emisor, mensaje, receptor, medio y protocolo. El mensaje es la información o datos a comunicar. El emisor es el dispositivo que envía los datos del mensaje. El receptor es el dispositivo que recibe el mensaje El medio es el camino físico por el cual viaja el mensaje desde el emisor al receptor. Y finalmente, el protocolo es un conjunto de reglas que gobiernan la transmisión de datos. Para que se produzca este intercambio de información entre entidades (sean del tipo que fuera), e s necesario un proceso que involucra la interconexión de dispositivos, es decir la conexión de nodo sensores, estaciones bases, redes locales y medios o dispositivos especiales de interconexión de redes.
42 2.3 DEFINICIÓN OPERACIONAL
Para esta investigación, un sistema de transmisión de datos sísmicos es aquel que comprende una pluralidad de unidades sensores sísmicas elementales asociadas con unidades electrónicas transceptoras las que, durante la operación del sistema, transmiten señales de datos sísmicos desde las unidades censoras a través de un enlace de transmisión a través de una estación común central por medio del uso de tecnología multiplex, caracterizada por medios adicionales.
