AtenuacionDistorsionyRuidoenlaTransmision.pdf

La presente presentación describe los fundamentos de la atenuación, distorsión y ruido en la generación de audio.
Un amplificador de 20 dB se conecta a otro de 10 dB por medio de una línea de transmisión con una pérdida de 12 dB.

1. 7
1
www.coimbraweb.com
Edison Coimbra G.
TELECOMUNICACIONES
Tema 7 de:
Manual de
clases
Objetivo
Describir las principales
fuentes de
imperfecciones que
causan deterioros en las
señales que se
transmiten y los
métodos para
contrarrestarlos.
Última modificación:
8 de agosto de 2015
ATENUACIÓN, DISTORSIÓN Y
RUIDO EN LA TRANSMISIÓN

2. ÍNDICE DEL CONTENIDO
2
www.coimbraweb.com
Atenuación, distorsión y ruido en la transmisión ―Tema 7 de Telecomunicaciones
ÍNDICE DEL CONTENIDO
1.-Deterioro de la transmisión.
2.-Atenuación (Origen del deciBel).
3.-Atenuación en líneas de transmisión (Atenuación vs. Frecuencia. Ejemplos con
atenuación en líneas. El dBm deciBel miliWatt. Ejemplos con dBm).
4.-Atenuaciónen fibra óptica (Ejemplos con atenuación en fibra óptica).
5.-Atenuación de ondas de radio(Atenuación en el espacio libre. Cálculo del presupuesto
de potencia. Ejemplos con presupuesto de potencia. Software de planificación del enlace).
6.-Distorsión (Distorsión en señal óptica –Modal. Distorsión en señal óptica –Cromática).
7.-Ruido (Ruido eléctrico externo. Ruido eléctrico interno. Ruido térmico).
8.-Relación señala ruido(Ejemplos con relación señal a ruido).
Referenciasbibliográficas.
Links de los documento de la colección.

3. 1.-DETERIORO DE LA TRANSMISIÓN
3
www.coimbraweb.com
Lo que se envía no es lo que se recibe
DETERIORO DE LA TRANSMISIÓN
¿Por qué se deteriora?
Porquelos medios de transmisión por los
que viajan las señales no son perfectos. Estas
imperfecciones causan deteriorosen las
señales.
Significa, por tanto, que la señal transmitida y
la recibida sondistintas.
Habitualmente ocurren 3 tipos de deterioro.
Elementos de un sistema de comunicación
(Forouzan, 2007)
Los medios de transmisión no son perfectos.

4. 2.-ATENUACIÓN
4
www.coimbraweb.com
La atenuación significa perdida de energía (Blake, 2004)(Frenzel, 2003)
ATENUACIÓN
¿Qué significa?
Significa pérdida de energía. Cuando una señal viaja a
través de un medio de transmisión, pierde algo de su
energía debido a las imperfecciones o a las características
del medio transmisión.
¿A qué se debe la pérdidade energía?
En líneas
de
transmisión
de cobre (par
trenzado y
coaxial)
A la resistencia eléctrica de los
conductores. Parte de la energía eléctrica se
convierte en calor; por esta razón los cables
que llevan señales eléctricas se calientan, si
no arden, después de un cierto tiempo. La
resistencia aumenta con la frecuencia.
En fibras
ópticas
Ala dispersión de luz, que se produce
cuando el rayo de luz choca contra una
impureza de la fibray se dispersa en todas
las direcciones,perdiendoenergía óptica.
En ondas
de radio
Al esparcimiento de la onda radiada. La
onda pierde energía electromagnética
porque se esparce en el espacio. La pérdida
aumenta con la distancia y la frecuencia.
Líneas de transmisión
Fibra óptica
Ondas de radio
Para mantener la energía de la señal se
utilizan amplificadores o repetidores.

5. Origen del deciBel
5
www.coimbraweb.com
¿De dónde provienen los deciBel?
ORIGEN DEL DECIBEL
Evento
Seoriginó en los Bell Labs,por la
necesidad de definir una unidad que diera
una idea de la pérdida de potencia
(atenuación)obtenida a la salida de una
línea telefónica con respecto a la entrada.
Los primeros sistemas telefónicos usaban
líneas abiertas (alambres de acero
paralelosde 0.9 mm de diámetro). Se
observó que cuando se inyectaba una
potencia a la entrada, a una frecuencia de
886 Hz,al cabo de 10 millas la potencia se
reducía a 1/10(a un 10%).
Esta proporción de 10:1entre la potencia
de entrada y de salida se volvió una unidad
de medida: se llamó Bel,en honor al
inventor del teléfono Alexander Graham
Bell.
Pero, debido a que la proporción 10:1 es
grande, se la dividió en unidades más
pequeñas, es así que nació el decibel (dB).
A = atenuación, en dB.
P
1
= potencia de entrada, en W.
P
2
= potencia de salida, en W.
�=10log
10
??????
2
??????
1
Fórmula de la
atenuación
APLICACIÓNDEL DECIBEL
El decibel queda definido como una relación de
dos potencias, luego se lo extiende para relacionar
voltajes, corrientes o cualquier otro parámetro.
El valor de Aes negativo si se ha atenuado, y
positivo si se ha amplificado.
Atenuación
La atenuación se mide en dB.

6. 3.-ATENUACIÓN EN LÍNEAS DE TRANSMISIÓN
6
www.coimbraweb.com
¿Porqué se produce la atenuación en líneas?
ATENUACIÓN EN LINEAS DE TRANSMISIÓN
Mecanismosde pérdidas
Resistencia
de los
conductores de
cobre
La pérdida más obvia de una línea se
debe a la resistencia de los
conductores. Parte de la energía
eléctrica se convierte en calor.
La pérdida aumenta con la frecuencia
debido al efecto skin, que es la
tendencia de la corriente a acumularse
en la capa superficial de los
conductores. La resistenciaaumenta
porque disminuye el área transversal
útil del conductor.
Conductancia
del dieléctrico
El dieléctrico de una línea no es
perfecto y tiene resistividad finita, por
lo que parte de la corriente se “fuga”
entre los conductores, contribuyendo a
la pérdida.
Laconductancia del dieléctrico
aumenta con la frecuencia. El coaxial
con dieléctrico de espuma tiene menor
pérdida que el que utiliza polietileno
sólido.
Efecto Skin –Acumulación de la
corriente en la capa superficial
Corriente de fuga
(Anguera, 2008)(Blake, 2004)
Las pérdidas aumentan con la frecuencia.

7. Atenuación vs. Frecuencia
7
www.coimbraweb.com
¿Cómo varía la atenuación en función de la frecuencia? (Stallings, 2004)
ATENUACIÓN VS. FRECUENCIA
En líneasde transmisión
Al elegir una línea, debe ponerse atención a
las pérdidas. Recuerde que una pérdida de 3
dB en una línea, entre un transmisor y su
antena, significa que sólo la mitad de la
potencia del transmisor llega a la antena. El
resto de la potencia circula como calor en la
línea.
A modo de comparación, se muestrala
atenuaciónde algunos medios de transmisión
en función de la frecuencia de operación del
sistema.
Atenuación vs. Frecuencia
VALORESDE ATENUACIÓN TÍPICOS
Paralos medios de transmisiónmás comunes utilizados en
enlaces punto a punto de larga distancia.
Medio Rango de frecuencias Atenuación típica
Partrenzado 0 a 1 MHz 3dB/km @ 1kHz
Cable coaxial0 a 500 MHz 7dB/km @ 10MHz
Fibra óptica 180 a 370 THz 0,2 a 0,5 dB/km
El par trenzado y cable coaxial no se
usan en frecuencias de microondas.

8. Ejemplos con atenuación en líneas
8
www.coimbraweb.com
Ejemplo 1.-Atenuación en línea
Una señal viaja a través de una línea de
transmisión y su potencia se reduce a la
mitad. Calcule la atenuación en dB.
Respuesta Ejemplo 1
A = –3dB.
La atenuación de la línea se mide en dB
Ejemplo 2.-Atenuación en línea
Las pérdidas de las líneas regularmente
se dan en dB por 100 metros.
Una línea de transmisión acoplada tiene
una pérdida de 1.5 dB/100 m. Si se
suministran 10 W a la entrada de la línea,
¿cuántos W llegan a la carga situada a 27
m?
Respuesta Ejemplo 2
P
L= 9.1 W.
Ejemplo 3.-Atenuación en línea
Se requiere que una fuente de RF entregue 100
Wa una antena a través de un cable coaxial de
45 m con una pérdida de 4 dB/100 m. ¿Cuál
debe ser la potencia de salida de la fuente,
suponiendo que la línea está acoplada?
Respuesta Ejemplo 3
P
G= 151 W.
(Blake, 2004)
Los dB se pueden sumar y restar.

9. Ejemplos con atenuación en líneas
9
www.coimbraweb.com
Ejemplo 5.-Suma y resta de dB
Una razón por la que los ingenieros
usan dB para medir cambios de potencia
de una señal es que los dB se suman o
restancuando se miden varios puntos.
La Figura muestra una señal que viaja
desde el punto 1 al 4. Seatenúa al llegar
al 2. Entre 2 y 3, se amplifica. Entre 3 y
4, se atenúa. Se obtienen los dB
resultantes sin más que sumar los dB
medidos entre cada par de puntos; el
resultado es +1dB, se amplifica la señal.
¿Cómo se compensa la pérdida de energía? (Forouzan, 2007)
Curiosidades
Antes que se inventara la
maquina de calcular, se
usaban los logaritmospara
simplificar la multiplicación y
división; como un proceso
basado en potencias de 10.
Ejemplo 4.-Amplificación
Para compensar la pérdida de energía, se usan
amplificadorespara amplificar la señal.
Los amplificadores usados en electrónica se
especifican en dB. Por ejemplo, un amplificador
de 20 dB de Ganancia amplificará la señal de
entrada 100 veces. En cambio, uno de 30 dB la
amplificará 1.000 veces.
Los dB se pueden sumar y restar.

10. El dBm deciBel miliWatt
10
www.coimbraweb.com
Expresa la relación entre 2 niveles de potencia
EL dBm
¿Qué expresa?
El dBexpresa la relación entre 2 niveles de
potencia, pero no es requisito que ambas
señales existan físicamente.
Porejemplo, se podría preguntar. ¿cuántas
veces mayor que un 1 mW es la potencia en
un circuito? Esto no significa que en realidad
se tenga una potencia de 1 mW en alguna
parte del circuito.
Sedice que los niveles de potencia
expresados de esta manera están en dBm.
??????(dBm)=10log
10
??????
1mW
Potencia en dBm
Respuesta Ejemplo 6
500veces mayor. 27 dBm.
Ejemplo 6.-dBm
¿Cuántasveces mayor que 1 mW
es la potencia de 500 mW? Exprese
esta relación en dBm.
Ejemplo 7.-Medición de dBm
La ventaja de usar dBmes que simplifica la
medición de la potencia. Algunos instrumentos
tienen dos escalas para indicar el nivel de potencia.
Enla figura se observa que la escala superior,
graduada en mW, mide 0.25mW.
La escala inferior, graduada en dBm, mide –6dBm.
(Blake, 2004)
Algunos instrumentos miden el nivel de potencia en dBm.

11. Ejemplos con dBm
11
www.coimbraweb.com
Ejemplo 8.-Potencia en dBm
Conviertaa dBm las siguientes
potencias y ubique los valores en
una línea dBm: a)10W, b)10mW,
c)1mW, d)10µW, e)10nW.
(Blake, 2004)
Respuesta Ejemplo 8
Verfigura. Las potencias >1mW son
positivasy las <1mW negativas.
Ejemplo 9.-Potencia en dBm
Un amplificador de 20 dB se conecta a
otro de 10 dB por medio de una línea de
transmisión con una pérdida de 12 dB. Si
al sistema se le aplica una señal con un
nivel de potencia de –12dBm, calcule el
nivel de la potencia de salida.
Respuesta Ejemplo 9
–12dBm+18dB =
6dBm. Verfigura.
Comentario
Parecería que se suman cantidades diferentes, pero no
es así. Ambas cantidades son logaritmos de relaciones
de potencia y, por tanto, son adimensionales. "dB" indica
la operación de que realizó un cociente, y la "m" sigue la
pista de un nivel de referencia.
Expresa la relación entre 2 niveles de potencia
Algunos instrumentos miden el nivel de potencia en dBm.

12. 4.-ATENUACIÓN EN FIBRA ÓPTICA
12
www.coimbraweb.com
ATENUACIÓN EN FIBRA OPTICA
Es la pérdida de energía que sufre el rayo de luz al viajar de
un extremo al otro de la fibrade vidrio.
Mecanismosde pérdidas
Dispersión
de luz
Cuando el rayo de luz choca contra una
impurezanatural en el vidrio, se dispersa en
todas las direcciones. Representa el 96% de
la atenuación.
Absorción
de la luz
La luz es absorbida por el vidrio gracias a
las propiedades químicas o impurezas
naturales en el vidrio, transformándose en
calor. Representa entre el 3 y5% de la
atenuación.
VALORESDE ATENUACIÓN
Ventana Atenuación típica
850nm 3,2dB/km @ MM
1310nm
0,85dB/km @MM
0,35dB/km @SM
1550nm 0,25dB/km @SM
(Blake, 2004)¿Porqué se produce la atenuación en la fibra?
La atenuación es menor a mayor longitud de onda.

13. Ejemplos con atenuación en fibra óptica
13
www.coimbraweb.com
La atenuación de la fibra la especifica el fabricante en dB/km
Ejemplo 10.-Atenuación en fibra
Un enlace de fibra óptica de 50 km de longitud utiliza una
fibra monomodo SM de 1550 nm y una atenuación de 0.3
dB/km. Calcule la atenuación total de este tramo de fibra.
Respuesta Ejemplo 10
15dB.
Plande instalación de la fibra
En unplan de instalación se
muestra la longituddel recorrido,
la cantidad de empalmes, los
conectoresy los equipos
necesarios para la terminación de
la fibra en los extremos del enlace.
Por razones prácticas, los cables
de fibra óptica se despachan en
carreteles de madera conuna
longitud que no supera los 4.000
m, mientras que la distancia entre
dos centrales puede ser de 30 o40
Km. Por este motivo se realizan en
campo empalmesentre los
tramos.
(Blake, 2004)
Del plan de instalación se obtienen las pérdidas
debidas a la fibra, empalmes y conectores.

14. Ejemplos con atenuación en fibra óptica
14
www.coimbraweb.com
Ejemplo 11.-Atenuación en fibra
Un enlace óptico tiene una longitud de 50 km. La salida
de potencia del transmisor es 3 mW y las pérdidas son
como sigue:
Pérdida total de conector: 4 dB.
Pérdida por empalme: 0.1 dB. Los empalmes están
separados 2 km.
Pérdida de la fibra: 0.4 dB/km.
Calcule el nivel de potencia ??????
&#3627408505;en el receptor, en dBm.
Respuesta Ejemplo 11
Conceptos importantes
Sensibilidaddel receptor. Es elmínimo
nivel de potencia que requiere para funcionar.
Un valor típico en comunicaciones ópticas es
de –28 dBm.
Margendel sistema. Es la diferencia entre la
potencia recibida y la sensibilidad del receptor.
Por lo general, se requiere un margen de 5a
10 dB para contrarrestar el deterioro de los
componentes y la posibilidad de que se
necesiten más empalmes, por ejemplo si se
corta el cable de manera accidental.
Ejemplo 12.-Margen del sistema
Paraverificar el margen del sistema se
empieza con la potencia de transmisión ??????
&#3627408507;en
dBm, se le resta la atenuación total en dB y se
compara el resultado ??????
&#3627408505;con la sensibilidad del
receptor ??????
&#3627408506;. Cualquier potencia de más se llama
margen del sistema.
(Blake, 2004)La atenuación de la fibra la especifica el fabricante en dB/km
La sensibilidad es uno de los parámetros más
importante del receptor. Lo especifica el fabricante.

15. Ejemplo 14.-Margen del sistema
Un diodo láser emite una potencia de 1 mW. Éste se
utiliza en un sistema de fibra óptica con un receptor que
requiere una potencia de, por lo menos, 10 W para la
tasa de bits erróneos deseado. Determine si el sistema
funcionaráen una distancia de 10 km. Suponga que
será necesario tener un empalme cada 2 km. Las
pérdidas en el sistema son como sigue:
Pérdidas de acoplamiento y conector, transmisor a
fibra: 4 dB.
Pérdida de la fibra: 0.5 dB/km.
Pérdida de empalme: 0.2 dB por empalme.
Pérdida de conector entre la fibra y el receptor: 2 dB.
Ejemplos con atenuación en fibra óptica
15
www.coimbraweb.com
Ejemplo 13.-Margen del sistema
Un enlace óptico abarca 40 km. El láser tiene una
potencia de salida de 1,5 mW, y el receptor una
sensibilidad ??????
&#3627408506;de 25 dBm. La fibra está disponible en
longitudes de 2,5 km y se empalma con una pérdida de
0,25 dB por empalme. La fibra tiene una pérdida de 0,3
dB/km. El total de las pérdidas por conectores en ambos
extremos es 4 dB. Calcule el margen del sistema.
Respuesta Ejemplo 13
Respuesta Ejemplo 14
Si.Hay un margen
disponible de 8,2 dB.
(Blake, 2004)La atenuación de la fibra la especifica el fabricante en dB/km
La sensibilidad es uno de los parámetros más
importante del receptor. Lo especifica el fabricante.

16. 5.-ATENUACIÓN DE ONDAS DE RADIO
16
www.coimbraweb.com
ATENUACIÓN EN ONDAS DE RADIO
La onda, en su trayectoria, pierde potencia porque se esparce sobre una mayor región en el
espacio a medida que se aleja de la antena transmisora. Se distinguen 2 mecanismos de pérdidas.
Mecanismosde pérdidas
Atenuaciónen el
espacio libre
La onda pierde potencia porque se esparce en el espacio. La pérdida
aumenta con la distancia y con la frecuencia, pero disminuye con la
directividad o ganancia de las antenas.
Atenuaciónpor
el medio ambiente
La onda pierde potencia por absorcióncuando pasa a través de árboles,
paredes, ventanas, pisos de edificios y debido a situaciones climáticas, pero
tambiénpor desvanecimiento debido a interferencias por multitrayectoria.
Enlace de radio
(Kraus & Fleisch, 2000)¿Porqué se produce la atenuación de las ondas de radio?
El espacio libre no absorbe energía.

17. Atenuación en el espacio libre
17
www.coimbraweb.com
Para calcularla se usa la ecuación de transmisión de Friis
ECUACIÓN DE TRANSMISIÓN DE FRIIS
¿Qué establece?
Establecela pérdida en el espacio libre (L
fs), es decir, la razónentre
la potencia recibida y la transmitida. La ecuación se obtiene al combinar
las ecuaciones de las gananciasde las dos antenas.
P
R= potencia recibida, en W.
P
T= potencia transmitida, en W.
G
T= ganancia de la antena transmisora.
G
R= ganancia de la antena receptora.
λ= longitud de onda de la onda, en m.
r= distancia radial entre antenas, en m.
??????
??????
??????
??????
=
??????
????????????
????????????
2
16
2
&#3627408479;
2
Ecuación de transmisión de Friis
??????
??????&#3627408480;(dB)=10log
??????
??????(&#3627408458;)
??????
??????(W)
??????
??????&#3627408480;(dB)=92,44+20log&#3627408479;km+20log??????GHz−??????
??????dBi−??????
??????(dBi)
Es común expresarla en dB
con el signo cambiado.
Ejemplo 15.-Potencia recibida
Un transmisor y un receptor que operan a 6 GHz están
separados por 40 km. Calcule la potencia (en dBm) que recibeel
receptor si el transmisor transmite una potencia de 2 W, la
antena transmisora tiene una ganancia de 20 dBi y la receptora
de 25 dBi.
(Blake, 2004)
El espacio libre no absorbe energía.

18. Cálculo del presupuesto de potencia
18
www.coimbraweb.com
Se calcula en forma manual o automática por software
CÁLCULO DEL PRESUPUESTO DE POTENCIA
¿En qué consiste?
Enun proceso mediante el cual se evalúasi el
enlace es viable, y para ello se deben calcular las
pérdidasen el trayecto y conocer las características
del equipamiento y de las antenas.
1.-Características del equipamiento
Potencia de Transmisión. La especifica el
fabricante del transmisor. Generalmente, más de 30
mW.
Sensibilidad del receptor. La especifica el
fabricante del receptor. Es el nivel mínimo de potencia
que debe recibir para una determinada calidad.
Generalmente en el rango de –75 a –95 dBm.
2.-Características de las antenas
Ganancia de las antenas. Son dispositivos pasivos
que crean el efecto de amplificación debido a su forma
física. Tienen las mismas características cuando
transmiten que cuando reciben. Las omnidireccionales
tienen una ganancia de 5 a 12 dBi. Las sectorialesde
12 a 15 dBi. Las parabólicasde 19 a 24 dBi.
3.-Pérdidaen el trayecto
Pérdida en el espacio libre. La onda
pierde potencia porque se esparce en el
espacio. La pérdida aumenta con la
distancia y la frecuencia, pero disminuye
con la ganancia de las antenas.
Pérdida por el medio ambiente. La onda
pierde potencia por absorción, cuando
pasa a través de árboles, paredes,
ventanas, pisos de edificios y debido a
situaciones climáticas, pero también por
desvanecimientodebido a interferencias
por multitrayectoria. La experiencia
demuestra que un margen de tolerancia de
20 dB para contrarrestar esta pérdida es lo
apropiado.
4.-Pérdida en la línea o guía
Pérdida en la línea o guía. Parte de
potencia se pierde en la línea de
transmisión. La pérdida para un coaxial
corto con conectores es de 2 a 3 dB.
(APC, 2007)
El margen de tolerancia contrarresta
la pérdida por el medio ambiente.

19. Ejemplos con presupuesto de potencia
19
www.coimbraweb.com
Respuesta Ejemplo 16a
Hay un margen de 8 dB que
permite trabajar con buen tiempo,
pero probablemente no sea
suficiente para enfrentar
condiciones climáticas extremas.
Respuesta Ejemplo 16b
Hay un margen de 10 dB. El
enlace funciona, pero si se utiliza
un plato de 24 dBi en el lado del
cliente, se tendría una ganancia
adicional de 10 dBi en ambas
direcciones. Otra opción más cara
es utilizar equipos de radio de
mayor potenciaen ambos
extremos del enlace.
Ejemplo 16.-Estimación viabilidad del enlace
Estime la viabilidad de un enlace de 5 kmcon un punto de acceso WiFi(AP) y un cliente. El AP está
conectado a una antena omnidireccional de 10 dBide ganancia, mientras que el cliente a una
sectorial de 14 dBi. La potenciade transmisión del AP es 100 mW(o 20dBm) y su sensibilidades de –
89 dBm. La potencia de transmisión del cliente es de 30 mW(o 15dBm) y su sensibilidad es de –82
dBm. Los cables son cortos, con una pérdidade 2 dBa cada lado.
(APC, 2007)Se calcula en forma manual o automática por software.
El margen de tolerancia contrarresta
la pérdida por el medio ambiente.

20. Software de planificación del enlace
20
www.coimbraweb.com
Simulación con Radio Mobile
SIMULACIÓN CON RADIOMOBILE
¿En qué consiste?
Construye automáticamente un perfilentre dos puntos. Durante la simulaciónanaliza la línea
visual y calcula la atenuaciónen el espacio librey las debidas a otros factores, como absorción de
los árboles, efectos del terreno, clima, y además estima la pérdida en el trayecto en áreas urbanas.
Radio Mobile presenta un modelo que se asemeja a la realidad, y hasta se pueden simular los
niveles de potenciade las estaciones y las gananciasde las antenas, diseñando de tal manera el
nivel de recepción que se desea.
Radio Mobile se usa para el diseño y simulación de radioenlaces.

21. 6.-DISTORSIÓN
21
www.coimbraweb.com
DISTORSIÓN
¿Qué significa?
Significa que la señal cambiasu forma de onda. Ocurre en
una señal compuesta, formada por distintas frecuencias.
Cada componente tiene su propia velocidad de
propagación a través del medio y, por tanto, su propio
retrasoen la llegada al destino final. Las diferencias en los
retrasos pueden crear un desfase si el retraso no es
exactamente el mismo que la duración del periodo.
En otras palabras, los componentes de la señal en el
receptor tienen fases distintas de las que tenían en el
emisor. La forma de la señal compuesta es por tanto
distinta.
Ejemplo 17.-Imagen distorsionada
¿Porqué se produce la distorsión? (Forouzan, 2007)
Para contrarrestar la distorsión por el
retardo se usan técnicas de ecualización.

22. Distorsión en señal óptica –Modal
22
www.coimbraweb.com
Se manifiesta como una dispersión del pulso óptico
DISPERSIÓN MODAL
¿Cuáles la causa?
Lacausa es la propagación
multimodoque ocurre en las
fibras multimodo, debido a que
los rayos de luz toman diferentes
caminos a través del núcleo de la
fibra y llegan a destino en
diferentes tiempos, causando el
ensanchamiento del pulso.
La dispersión modal limita la
velocidad de datos. Los pulsos de
luz se solapanunos con otros y
el receptor no los puede
distinguir, por lo que estas fibras
se utilizan solo para cortas
distancias.
Ejemplo 17.-Dispersión modal
Los pulsos se solapan unos con otros y el receptor no
los distingue; se puede producir error.
(Blake, 2004)
Multimodo se denomina así porque el rayo de luz se mueve
por múltiples caminos a través del núcleo de la fibra.

23. Distorsión en señal óptica –Cromática
23
www.coimbraweb.com
Se manifiesta como una dispersión del pulso óptico
DISPERSIÓN CROMÁTICA
¿Cuáles la causa?
Lacausa es el ancho espectral de la fuente. Una fuente de luz (LED o láser), emite
luces de diferentes longitudes de onda que viajan por la fibra a diferentes
velocidades y llegan a destino en diferentes tiempos, causando el ensanchamiento
del pulso, el cual, en todo caso, es menos significativo que en la dispersión modal.
Ladispersión cromática esuna característica de las fibras monomodo, en las
cuales se elimina la dispersión modal.
El láser tiene un ancho espectral mucho menor que el LED; por tanto, el laser y la
fibra monomodo son aptos para transmisiones a altas velocidades y larga distancia.
(Blake, 2004)
Monomodo se denomina así porque el rayo de luz se mueve
por un solo camino a través del núcleo de la fibra.

24. 7.-RUIDO
24
www.coimbraweb.com
RUIDO ELÉCTRICO
Definición
Se define como cualquier energía eléctrica no
deseada que aparece en la frecuencia de la señal
deseada e interfierecon ella perturbando la
comunicación.
Ejemplo 18.-Ruido
térmico
Imagenafectada
por el ruido térmico
constante, causado
por el movimiento
aleatorio de
electrones en un
cable o componente
electrónico.
Ejemplo 19.-Ruido impulsivo
Imagenafectada por el ruido impulsivo causado por
el pico de energía alta en un periodo de tiempo muy
corto que viene de líneas de potencia o de iluminación.
(Blake, 2004)¿Porqué se produce la distorsión?
Es útil clasificar el ruido según la fuente que
los genera: ruido externo y ruido interno.

25. Ruido eléctrico externo
25
www.coimbraweb.com
Se produce fuera del sistema que trata la señal
RUIDO ELÉCTRICO EXTERNO
Se produce fuera del sistema que trata la señal, y se introduce en él por medio de un
acoplamiento eléctrico o magnético.
Formasde ruido externo
Ruidocósmico. El Sol es una poderosa fuente de radiación en un amplio intervalo de
frecuencias. Las estrellas irradian también ruido, que se conoce como ruido cósmico; cuando se
lorecibe en la Tierra, su intensidad es mucho menor que el ruido solar debido a la gran
distancia. El ruido solar es un problema grave en la recepción por satélite, principalmente
cuando el satélite está alineado entre la antena y el Sol.
Ruidoatmosférico. Se le llama estáticaporque los rayos, que son una descarga de
electricidad estática, son una fuente importante de ruido atmosférico. Esta perturbación se
propaga a largas distancias por el espacio.
Ruidoimpulsivo. Es un pico, una señal de amplitud alta en un periodo de tiempo muy corto,
que viene de líneas de potencia, iluminación, etc.
Ruidoinducido. Se debe a fuentes externas tales como motores y electrodomésticos. Estos
dispositivos actúan como antenas emisoras y el medio de transmisión como la receptora.
Ruido de interferencia o diafonía NEXT (NearEndCrosstalk). se produce cuando hay un
acoplamiento entre las líneas que transportan las señales.Una línea actúa como una antena
emisora y la otra como una receptora.
(Blake, 2004)
Es útil clasificar el ruido según la fuente que
los genera: ruido externo y ruido interno.

26. Ruido eléctrico interno
26
www.coimbraweb.com
RUIDO ELÉCTRICO INTERNO
Se produceen los componentes pasivos (resistores y cables) y en los activos (diodos,
transistores). Todos pueden ser fuentes de ruido.
Formasde ruido interno
Ruido de disparo (shootnoise). Se produce por las variaciones aleatorias en el flujo de corriente
(electrones o huecos) en dispositivos activos, como transistores y diodos.
Ruido de partición. Se produce en dispositivos donde una sola corriente se separa en dos o más
trayectorias, por ejemplo en un transistor de juntura (BJT) bipolar, en donde la corriente del emisor
es la suma de las corrientes de colector y la de base.
Ruidotérmico. Se produce por el movimiento aleatorio de los electrones en un conductor debido
a la agitación térmica, que crea una señal extra no enviada originalmente por el transmisor. Por su
importancia, se tratará con mayor detalle.
RUIDO ELÉCTRICO CORRELACIONADO
Se produce por amplificaciones no lineales de la señaly cuando distintas frecuencias comparten
el mismo medio de transmisión.
Formasde ruido correlacionado
Ruidopor distorsión armónica. Se producen armónicos por una mezcla no lineal.
Ruidopor distorsión de intermodulación.Se producen productos cruzados indeseables: suma o
resta de frecuencias.
(Blake, 2004)Se produce dentro del sistema que trata la señal
Es útil clasificar el ruido según la fuente que
los genera: ruido externo y ruido interno.

27. Ruido térmico
27
www.coimbraweb.com
Se produce por el calor
RUIDOTÉRMICO
¿Qué lo produce?
El movimiento aleatoriode los electrones en
un conductor, debido a la agitación térmica. El
incremento de la temperatura incrementa el
movimiento de los electrones y se produce un
flujo de corriente, una corriente de ruido.
El flujo de corriente es resistido;los átomos
se agitan y los electrones chocan entre sí. Esta
resistencia aparente del conductor produce un
voltaje aleatorio que se llama ruido.
Potencia del ruido térmico
Johnson(1928) demostró que la potencia
del ruido producido por una fuente de ruido
térmico es proporcional al producto de la
temperatura por el ancho de banda útil.
??????
??????×??????=&#3627408457;
??????
Voltaje de ruido V
N
??????
??????×&#3627408457;
??????=????????????=????????????&#3627408437;
N = potencia del ruido térmico, en W.
k= constante de Boltzmann, 1.38×10
–23
, en J/K.
T = temperatura absoluta, en K(
o
C + 273).
B = ancho de banda útil, en Hz.
Potencia del ruido térmico
Ejemplo 20.-Potencia de ruido
Un receptor tiene un ancho de banda útil de 10 kHz. Por razones de
acoplamiento, se conecta un resistor a la entrada del receptor, en las
terminales de la antena. Calcule la potencia de ruido con la que
contribuye dicho resistor, si su temperatura es de 27º C.
Respuesta Ejemplo 20
N= 4.14×10
−17
W.
Movimiento aleatorio
de electrones.
Corriente
de ruido I
N
Resistencia Rdebido
al choque de
electrones entre si.
(Blake, 2004)
Se llama también ruido blanco porque el movimiento
aleatorio se produce en todas las frecuencias.

28. 8.-RELACIÓN SEÑAL A RUIDO
28
www.coimbraweb.com
Es la razón entre lo que se quiere (señal) y lo que no (ruido).
RELACIÓNSEÑAL A RUIDO
¿Para qué secalcula?
La principal razón para calcular la potencia de ruido
es para determinar el efecto que el ruido tiene sobre la
señal deseada.
La cantidad de ruido no es lo que interesa,sino la
cantidad de ruido comparada con el nivel de señal
deseada, es decir lo que importa es la relación de
potenciade la señal y la potencia de ruido.
Esta relación, que se abrevia S/N, es una de las
especificaciones más importantes de cualquier sistema
de comunicaciones.
ΤSN=
Potenciamediadelaseñal(W)
Potenciamediadelruido(W)
Relación señal a ruido
ΤSN(dB)=10logΤSN
S/N es la razón entre lo
que se quiere (señal) y lo que
no se quiere (ruido).
Ejemplo 21.-Relación S/N típicas
Una línea telefónicatiene una relación S/Nde 35 dB. Por su parte, en un sistema CATVla
relación de la potencia de la portadora a la potencia de ruido típica es de 69 dB.
(Forouzan, 2007)
S/N es una de las especificaciones más importantes de un sistema.

29. Ejemplos con relación señal a ruido
29
www.coimbraweb.com
Ejemplo 22-Relación señala ruido
La potencia de una señal es 10 mW y la potencia del ruido es 1 μW.
Calcule los valores de S/N como relación de potencias y en dB.
Respuesta Ejemplo 22
S/N = 10.000 = 40 dB
Ejemplo 23.-Relación señala ruido
Calcule el valor de S/N para un canal de transmisión sin ruido.
Ejemplo 25.-Relación señala ruido
Un receptor produce una potencia de ruido de 200 mWsin señal. El
nivel de salida se incrementa a 5 Wcuando se aplica una señal. Calcule
(S + N)/Ncomo una relación de potencia y en decibeles
Respuesta Ejemplo 23
S/N ⟶ ∞
Ejemplo 24.-S/n baja
Una S/N baja indica que la señal está muy corrompida por el ruido.
Respuesta Ejemplo 25
(S+N)/N = 25 = 14 dB
(Forouzan, 2007)Es la razón entre lo que se quiere (señal) y lo que no (ruido)
S/N es una de las especificaciones más importantes de un sistema.

30. Referencias bibliográficas
30
www.coimbraweb.com
¿Cuáles son las referencias bibliográficas?
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
APC, Asociación para el progreso de las comunicaciones (2007). Redes Inalámbricas en los
Países en Desarrollo.Mountain View, CA. USA: LimehouseBook Sprint Team.
Blake, Roy (2004). Sistemas electrónicos de comunicaciones .México: Thomson.
Frenzel (2003). Sistemas Electrónicos de Comunicaciones.Madrid: Alfaomega.
Forouzan, B. A. (2007). Transmisión de datos y redes de comunicaciones.Madrid: McGraw-Hill.
Kraus, J., & Fleisch, D. (2000). Electromagnetismo con Aplicaciones.México: McGraw-Hill.
RadioMobile. RadioMobile. Recuperado el 16 de marzo de 2015, de
http://www.cplus.org/rmw/english1.html.
Stallings, William (2007). Data and ComputerCommunication.New Jersey: Pearson.
Edison Coimbra G.
Tema 7 de:
TELECOMUNICACIONES
FIN

31. Links de los documentos de la colección
31
www.coimbraweb.com
Telecomunicaciones
LINKS DE LOS DOCUMENTOS
0.Introducción.(En construcción)
1.Generaciónde ondas de voltaje.(En construcción)
2.Datos y señales analógicas y digitales
3.PCMDigitalización de señal analógica
4.TDM Multiplexación por división de tiempo
5.SONET/SDHRed óptica síncrona
6.AM y FM Modulación de amplitud y de frecuencia
7.Atenuación, distorsión y ruido en la transmisión