Ministerio de Cultura y Educación
Universidad Nacional de San Luis
Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales
Departamento: Fisica
Área: Area V: Electronica y Microprocesadores
(Programa del año 2016)
I - Oferta Académica
Materia Carrera Plan Año Periodo
COMUNICACION DE DATOS ING. EN COMPUT. 28/12 2016 1° cuatrimestre
II - Equipo Docente
Docente Función Cargo Dedicación
CALDERON RIVERO, SERGIO DANIEL Prof. Responsable P.Adj Exc 40 Hs
III - Características del Curso
Credito Horario Semanal Tipificación Duración
Teórico/Práctico Teóricas Prácticas de Aula Práct. de lab/ camp/ Resid/ PIP, etc. Total B - Teoria con prácticas de aula y laboratorio Desde Hasta Cantidad de Semanas Cantidad en Horas
Periodo
 Hs. 4 Hs.  Hs. 2 Hs. 6 Hs. 1º Cuatrimestre 14/03/2016 24/06/2016 15 90
IV - Fundamentación
Los futuros ingenieros, deben contar con herramientas y conocimientos modernos sobre los sistemas de comunicaciones, dado el impacto que estos últimos tienen en el desarrollo de la industria, los servicios y el quehacer cotidiano de las personas. Además, la innovación tecnológica y la acelerada convergencia entre las comunicaciones y las tecnologías de la información, hacen de este curso un elemento clave para la formación integral de los futuros ingenieros y su preparación para enfrentar el mercado laboral. La finalidad de este curso es que el alumno adquiera conocimientos integrales sobre el vasto sector de las comunicaciones.
V - Objetivos
El principal objetivo del curso es que el alumno aprenda los conceptos básicos de la teoría de las comunicaciones, desarrolle experiencias prácticas y de simulación, resuelva problemas habituales en la especialidad y se interiorice del estado del arte de los actuales sistemas de comunicaciones.
Al finalizar el curso el alumno debe ser capaz de entender:
• Los principios básicos del tratamiento de señales y sistemas, en sus formas continuas y discretas, a través del análisis de Fourier, en el dominio del tiempo y de la frecuencia.
• Los conceptos básicos de un sistema de comunicación, sus componentes, su modelización y las variables que lo apartan del sistema ideal
• Los métodos de modulación y demodulación, tanto de onda continua (comunicaciones analógicas) como de pulsos, esta última en su versión analógica y digital.
• La transmisión de las señales en banda-base y en pasa-banda, conjuntamente con las técnicas de multiplexación.
• Las nuevas técnicas de modulación-demodulación y transmisión, como el caso de las técnicas de espectro expandido.
• Conocer los sistemas de comunicaciones en su concepto básico, y sus principios de funcionamiento.
VI - Contenidos
BOLILLA 1: Introducción a la Teoría de las Comunicaciones
Breve historia de las comunicaciones. Proceso de comunicación. Elementos de un sistema de comunicación. Diferentes tipos de fuentes de información. Diferentes tipos de canales de comunicaciones. Señales de banda-base y pasa-banda. Representación de señales y sistemas; análisis de Fourier. Consideraciones probabilísticas. El proceso de modulación; porque se modula; tipos de modulación. Recursos primarios en comunicaciones; potencia y ancho de banda. Teoría de la información y codificación; síntesis de los teoremas fundamentales. Comunicaciones analógicas vs. digitales. Problemas.

BOLILLA 2: Análisis Espectral. Representación de Señales y Sistemas
Sistemas de corriente alterna y redes; fasores y espectros de línea; funciones de transferencia y respuesta en frecuencia. Transformada de Fourier; espectro continuo; pulso rectangular; pulso exponencial. Propiedades de la transformada de Fourier; linealidad; cambio de escala; dualidad; retardo en el tiempo; traslación en frecuencia; área bajo g(t); área bajo G(f). Relación inversa entre tiempo y frecuencia; ancho de banda; producto tiempo-ancho de banda. Función delta de Dirac; aplicaciones de la función delta de Dirac. Transformada de Fourier de señales periódicas. Filtros. Transformada de Hilbert; propiedades de la transformada de Hilbert. Pre-envolvente. Representación canónica de señales pasa-banda. Problemas.

BOLILLA 3: Modulación y Demodulación Analógica.
Introducción. Modulación de amplitud (AM). Virtudes y limitaciones de la modulación de amplitud. Esquemas de modulación lineal. Modulación de doble banda lateral con portadora suprimida (DSB-SC); modulador de anillo; detección coherente; receptor Costas; multiplexación de portadora en cuadratura; Modulación de banda lateral única (SSB); Modulación de banda vestigial (VSB). Traslación en frecuencia. Multiplexación por división de frecuencia (FDM). Modulación angular; definiciones básicas. Modulación de frecuencia (FM); modulación de frecuencia de banda angosta; ancho de banda de transmisión de señales FM; generación de señales FM; demodulación de señales FM. Receptor superheterodino. Problemas.

BOLILLA 4: Modulación y Demodulación Digital.
Introducción. Proceso de muestreo; teorema del muestreo; filtro pasa-bajo anti-aliasing. Modulación de amplitud de pulso (PAM). Otros tipos de modulación; modulación por duración de pulso (PDM); modulación por posición de pulso (PPM);Generacion de una onda binaria PCM. Proceso de cuantización; cuantizador uniforme y no uniforme; características del cuantizador; ruido de cuantización. Modulación por codificación de pulsos (PCM); muestreo; cuantización no uniforme; Ley A y Ley µ; codificación; códigos de línea; codificación diferencial; regeneración; decodificación; filtrado. Consideraciones de ruido en sistemas PCM; ruido de canal; ruido de cuantización; umbral de error. Multiplexación por división de tiempo (TDM); sincronización; sistemas T1 y E1 – Recomendación UIT-T G.711. Multiplexación digital; jerarquía digital. Virtudes, limitaciones y modificaciones de PCM. PCM de modulación delta; transmisor y receptor con modulación delta; sobrecarga de pendiente; ruido granular. Transmisión de pulsos. Problemas.

BOLILLA 5: Transmisión Digital en Banda-Base.
Introducción. Comunicaciones digitales. Transmisión digital en banda-base. Lineas digitales de abonados; Códigos de linea para DSL; Linea digitales de abonados asimetricas; Sintesis de tipos de DSL. Transmisión de pulsos; interferencia inter-símbolos; diafonía. Patrones de ojos; relación con la interferencia inter-símbolos. Problemas.

BOLILLA 6: Transmisión Digital en Pasa-Banda.
Comunicaciones digitales. Radio digital. Señalización pasabanda modulada binaria. Modulación digital de amplitud; modulación por manipulación encendido-apagado (OOK). Manipulación por desplazamiento de frecuencia (FSK); Tasa de bits FSK y baudios; transmisor FSK; ancho de banda en FSK; receptor FSK. Manipulación por desplazamiento de fase (PSK) genérica. Manipulación por desplazamiento binario de fase (BPSK); transmisor BPSK; consideraciones de ancho de banda en BPSK; receptor BPSK; codificación M-ária. Manipulación por desplazamiento cuaternario de fase (QPSK); transmisor QPSK; consideraciones de ancho de banda con QPSK; receptor QPSK. PSK de 8 fases; transmisor 8-PSK; consideraciones de ancho de banda con 8-PSK; receptor 8-PSK. Modulación de amplitud en cuadratura (QAM); ocho QAM; transmisor 8-QAM; consideraciones de ancho de banda con 8-QAM; receptor 8-QAM. Recuperación de portadora; lazo cuadrático, lazo de Costas; remodulador. Recuperación de reloj. Problemas.

BOLILLA 7: Modulación Spread-Spectrum.
Introducción. Secuencias de pseudo ruido (PN); propiedades; selección de una secuencia de longitud máxima. Espectro expandido; modelo idealizado; transmisor, canal y receptor; interferencia aditiva; sincronización. Espectro expandido de secuencia directa (DSSS), con BPSK coherente (DS/BPSK); sincronización; ganancia de procesamiento. Espectro expandido de salto de frecuencia (FHSS); salto de frecuencia lento (SFH); salto de frecuencia rápido (FFH). Formas de onda interferentes. Multiplexación por división de código (CDM). Problemas.

BOLILLA 8: Sistemas y Servicios de comunicaciones.
Redes y servicios. Características genéricas de los servicios de telecomunicaciones. El flujo de la información. Que demandan los usuarios de los sistemas de telecomunicaciones. Tipología de los usuarios de servicios de telecomunicaciones; Usuarios fijos y móviles; usuarios residenciales y comerciales. Estructura básica de los sistemas y servicios de comunicaciones; esquema simplificado y convergencia tecnológica; segmentación de sistemas y servicios, servicio básico telefónico, servicio de valor agregado, servicios móviles, servicios de videocables, otros desarrollos, redes. Espectro radioeléctrico; usuarios del espectro radioeléctrico; atribución de bandas y asignación de frecuencias. Gestión del Espectro Radioeléctrico; monitoreo. Problemas.

BOLILLA 9: redes telefónicas conmutadas.
Redes telefónicas; topologías, configuraciones y componentes. Centrales telefónicas; sistemas de conmutación. Planificación de redes; estructura jerárquica. Recomendaciones de la UIT. Tráfico; nociones básicas y unidades. Señalización telefónica; protocolos; señalización por canal asociado (R2D) y por canal común (SS7). Numeración telefónica. Calidad de Servicio. Problemas.

BOLILLA 10: redes NGN – softswitch – VoIP
Redes de Nueva Generación –NGN–. Tendencias; convergencia de servicios. Modelos de red de voz sobre IP –VoIP–; protocolos y aplicaciones. Softswitch; componentes; suite de protocolos H.323; SIP. Problemas.

BOLILLA 11: redes de acceso cableadas e inalámbricas
Redes de cobre. Planteles interiores y exteriores. ISDN. Accesos xDSL sobre par de cobre; servicios, tecnologías y principales tendencias. Accesos mediante Fibra Óptica; Redes de Fibra Óptica Pasivas (PON); servicios y tecnologías. Acceso inalámbrico; tipos de redes, topologías y atribución de bandas; WAN, WMAN, WLAN, WPAN. OFDM, MIMO. Protocolo IEEE 802.x; WI-FI; WiMax; Bluetooth; Ultrawideband. Problemas.

VII - Plan de Trabajos Prácticos
Los trabajos prácticos propuestos son ocho(8) en total, con contenidos destinados a simulación en software especifico y laboratorios.
Practica 1: Señales y sistemas (simulación)
Practica 2: Modulacion en amplitud (simulación y laboratorio)
Practica 3: Modulacion en frecuencia (simulación y laboratorio)
Practica 4: Modulacion y demodulacion digital (simulación y laboratorio)
Practica 5: Transmision digital en banda base (simulación)
Practica 6: Transmision digital pasa banda (simulación y laboratorio)
Practica 7: Modulacion por espectro espandido (simulación)
Practica 8: VoIp (Laboratorio)
VIII - Regimen de Aprobación
Para obtener la regularidad y poder rendir el examen final como alumno regular será necesario:
- Haber aprobado la totalidad de los exámenes parciales. Con más de 7 puntos cada uno.
- Cada exámen parcial tendrá dos recuperaciones.
- Haber aprobado el 100% de los Trabajos Prácticos. Con más de 7 puntos cada uno.
- Cada Trabajo Práctico podrá ser recuperado una sola vez pero el total de recuperaciones no podrá exceder el 30% de los trabajos practicos, caso contrario el alumno quedará libre.

TRABAJOS PRACTICOS
- Para la aprobación de cada uno de los Trabajos Prácticos será necesario:
a Haberlo realizado satisfactoriamente.
b Responder correctamente las preguntas que sobre el tema el Jefe de Trabajos Prácticos pueda formularle, antes o durante el práctico y presentar el trabajo previo al práctico, en caso que éste lo requiera.
c. Aprobar el informe, ya sea de resolución de problemas como de laboratorio.
IX - Bibliografía Básica
[1] [1] Communication Systems – Simon Haykin – 4º Edition – Editorial John Wiley & Sons. Año 2000
[2] [2] Sistemas de Comunicaciones Electrónicas – Wayne Tomasi – 4º Edición – Editorial Prentice Hall. Año 2003
[3] [3] Apuntes de la Cátedra.
X - Bibliografia Complementaria
[1] [1] Communication Systems – Simon Haykin – 3º Edition – Editorial John Wiley & Sons. Año 1994
[2] [2] Sistemas de Comunicación – Bruce Carlson – 2º Edición – Editorial McGraw-Hill.
[3] [3] Digital Communications – John G. Proakis – 4º Edition – ditorial McGraw Hill.
[4] [4] Señales y sistemas – A.V. Oppenheim y A.S. Willsky – 2º Edición – Editorial Prentice Hall Hispanoamericana. Año 1994.
[5] [5] Comunicaciones: Comunicación digital y Ruido – Enrique Herrera Pérez – Editorial LIMUSA. Año 2002.
[6] [6] Sistemas de Comunicaciones – Marcos Faundez Zanuy – Editorial MARCOMBO. Año 2001.
XI - Resumen de Objetivos
El principal objetivo del curso es que el futuro ingeniero, aprenda los conceptos básicos de la teoría de las comunicaciones, desarrolle experiencias prácticas y de simulación, resuelva problemas habituales en la especialidad y se interiorice del estado del arte de los actuales sistemas de comunicaciones.
XII - Resumen del Programa
BOLILLA 1: Introducción a la Teoría de las Comunicaciones
Elementos de un sistema de comunicación. Diferentes tipos de fuentes de información. Representación de señales y sistemas; análisis de Fourier. El proceso de modulación; porque se modula; tipos de modulación. Recursos primarios en comunicaciones. Comunicaciones analógicas vs. digitales.

BOLILLA 2: Análisis Espectral. Representación de Señales y Sistemas
Funciones de transferencia y respuesta en frecuencia. Transformada de Fourier. Propiedades de la transformada de Fourier. Función delta de Dirac; aplicaciones de la función delta de Dirac. Transformada de Fourier de señales periódicas. Filtros.Transformada de Hilbert. Pre-envolvente. Representación canónica de señales pasa-banda.

BOLILLA 3: Modulación y Demodulación Analógica.
Modulación de amplitud (AM). Esquemas de modulación lineal. Modulación de doble banda lateral con portadora suprimida (DSB-SC); Modulación de banda lateral única (SSB); Modulación de banda vestigial (VSB). Traslación en frecuencia. Multiplexación por división de frecuencia (FDM). Modulación angular. Modulación de frecuencia (FM; ancho de banda de transmisión de señales FM; generación de señales FM; demodulación de señales FM. Receptor superheterodino.

BOLILLA 4: Modulación y Demodulación Digital.
Proceso de muestreo; teorema del muestreo. Modulación de amplitud de pulso (PAM).Modulación por duración de pulso (PDM). Modulación por posición de pulso (PPM). Modulación por codificación de pulsos (PCM); cuantización no uniforme; Ley A y Ley µ; codificación; códigos de línea. Multiplexación por división de tiempo (TDM); sistemas T1 y E1 – Recomendación UIT-T G.711. Multiplexación digital. Virtudes, limitaciones y modificaciones de PCM. Transmisión de pulsos.

BOLILLA 5: Transmisión Digital en Banda-Base.
Comunicaciones digitales. Transmisión digital en banda-base. Lineas digitales de abonados. Sintesis de tipos de DSL. Interferencia inter-símbolos; diafonía.

BOLILLA 6: Transmisión Digital en Pasa-Banda.
Comunicaciones digitales. Radio digital. Señalización pasabanda modulada binaria. Modulación digital de amplitud. Manipulación por desplazamiento de frecuencia (FSK). Manipulación por desplazamiento de fase (PSK) genérica. Manipulación por desplazamiento binario de fase (BPSK). Manipulación por desplazamiento cuaternario de fase (QPSK). PSK de 8 fases. Modulación de amplitud en cuadratura (QAM). Recuperación de portadora. Recuperación de reloj.

BOLILLA 7: Modulación Spread-Spectrum.
Secuencias de pseudo ruido (PN). Espectro expandido. Espectro expandido de secuencia directa (DSSS). Espectro expandido de salto de frecuencia (FHSS); salto de frecuencia lento (SFH); salto de frecuencia rápido (FFH). Formas de onda interferentes. Multiplexación por división de código (CDM).

BOLILLA 8: Sistemas y Servicios de comunicaciones.
Redes y servicios. Características genéricas de los servicios de telecomunicaciones. Estructura básica de los sistemas y servicios de comunicaciones; esquema simplificado y convergencia tecnológica; servicio básico telefónico, redes. Espectro radioeléctrico; usuarios del espectro radioeléctrico; atribución de bandas y asignación de frecuencias. Gestión del Espectro Radioeléctrico; monitoreo.

BOLILLA 9: redes telefónicas conmutadas.
Redes telefónicas; topologías, configuraciones y componentes. Centrales telefónicas. Planificación de redes. Recomendaciones de la UIT. Tráfico. Señalización telefónica. Numeración telefónica. Calidad de Servicio.

BOLILLA 10: redes NGN – softswitch – VoIP
Redes de Nueva Generación –NGN–. Tendencias; convergencia de servicios. Modelos de red de voz sobre IP –VoIP–; protocolos y aplicaciones. Softswitch; componentes; suite de protocolos H.323; SIP.

BOLILLA 11: redes de acceso cableadas e inalámbricas
Redes de cobre. Planteles interiores y exteriores. ISDN. Accesos xDSL sobre par de cobre. Accesos mediante Fibra Óptica. Acceso inalámbrico; tipos de redes, topologías y atribución de bandas; WAN, WMAN, WLAN, WPAN. OFDM, MIMO. Protocolo IEEE 802.x; WI-FI; WiMax; Bluetooth; Ultrawideband.
XIII - Imprevistos
En caso de imprevistos, se efectuarán las adecuaciones del caso para no resentir el normal cursado de la materia y la
resolución de los prácticos y visitas involucrados.