UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN DE AREQUIPA Escuela Profesional de Ingeniería en Telecomunicaciones 3er Examen de TELECOMUNICACIONES 1 2023 A Responda concretamente y suba el examen a la plataforma, calendarizada y en PDF Apellidos y Nombre: Mamani Alvarez Rudy 1. Explique la Multiplexación y Demultiplexación por División de Frecuencia La Multiplexación por División de Frecuencia (FDM) es un método de multiplexado utilizado en sistemas de transmisión. Es un esquema análogo en el que la información de entrada es analógica y se mantiene así durante la transmisión. Un ejemplo de FDM es la banda comercial de AM, que abarca un rango de frecuencias de 535 a 1605 kHz. En la Figura se representa, de forma muy esquematizada, un conjunto multiplexor-demultiplexor por división de frecuencia para tres canales, cada uno de ellos con el ancho de banda típico del canal telefónico analógico (0,3 a 3,4 kHz). La Demultiplexación por División de Frecuencia (FDM) es el proceso inverso de la FDM. mediante los filtros F-4 a F-6, los demoduladores D-1 a D-3 (cuya portadora se obtiene de los osciladores O-4 a O-6) y finalmente a través de los filtros pasa bajo F-7 a F-9, que nos seleccionan la banda lateral inferior, volvemos a obtener los canales en su banda de frecuencia de 0,3 a 3,4 kHz. 2. Jerarquías de MPX por División de Frecuencia Sistema Jerárquico de Transmisión (HTS): • Combina múltiples canales de televisión en un solo medio de transmisión mediante multiplexación en frecuencia. • Los canales se agrupan en niveles jerárquicos según su importancia y calidad. • Los canales principales se transmiten en una banda más amplia y robusta, mientras que los canales secundarios se multiplexan en bandas más estrechas. Sistema Jerárquico de Multiplexación de Audio (HAMS): • Utilizado en la transmisión de señales de audio en redes de telefonía analógica. • Combina múltiples señales de audio en un solo medio de transmisión mediante multiplexación por división de frecuencia. • Los canales de audio se agrupan en diferentes niveles jerárquicos. • Permite la transmisión de varias conversaciones simultáneamente en un solo par de cables. Estos sistemas jerárquicos tradicionales de multiplexación analógica fueron ampliamente utilizados en el pasado para combinar múltiples señales analógicas en un solo medio de transmisión. Sin embargo, han sido reemplazados por tecnologías digitales más eficientes y versátiles en las redes de telecomunicaciones modernas, que ofrecen una mayor capacidad de transmisión. 3. Como se aplica la FDM en la telefonía analógica..? En la telefonía analógica, la FDM (Multiplexación por División de Frecuencia) se utiliza para transmitir múltiples llamadas telefónicas a través de un único medio de transmisión. Las señales de voz se digitalizan y se dividen en bandas de frecuencia estrechas. Cada banda representa una llamada telefónica y se modula en una portadora. Todas las portadoras moduladas se combinan en una única señal compuesta, que contiene todas las llamadas telefónicas. Esto permite una transmisión eficiente y el aprovechamiento óptimo del ancho de banda disponible. En el extremo receptor, se aplica la demultiplexación para separar las llamadas y recuperar las señales de voz originales. 4. Como esta constituida una antena Yagi . Directiva Una antena Yagi está constituida por un elemento radiante (dipolo) en el centro, reflectores detrás y directores delante del dipolo. Los reflectores reflejan las ondas hacia adelante, mientras que los directores enfocan las ondas en una dirección específica, aumentando la ganancia en esa dirección. La antena Yagi es ideal para aplicaciones de largo alcance y recepción o transmisión unidireccional. 5. Explique una antena plano de tierra Una antena de plano de tierra es un tipo de antena que consta de un elemento vertical llamado monopolo y una superficie conductora plana debajo llamada plano de tierra. Cuando la antena transmite una señal, el plano de tierra refleja parte de la radiación hacia arriba, aumentando su eficiencia y ganancia en una dirección específica. Es una antena direccional en el plano horizontal y emite señales en todas las direcciones en el plano vertical. Su diseño simple y versátil es la que la hace popular en aplicaciones de comunicación inalámbrica y radiodifusión. 6. Explique las bandas y formas de propagación en el espectro radioeléctrico El espectro radioeléctrico es la gama de frecuencias utilizadas para la comunicación inalámbrica. Se divide en diferentes bandas: • Ondas de radio: Se usa para radio AM, FM y sistemas de radioaficionados (kHz a MHz). • Microondas: Empleado en comunicaciones de alta capacidad y satélites (GHz). • Infrarrojo y luz visible: Aplicaciones de fibra óptica y control remoto (THz). • Ondas milimétricas: Utilizado en radares y comunicaciones de alta velocidad (hasta 300 GHz). Estas ondas pueden propagarse de diferentes formas: • Propagación terrestre: Sigue la curvatura de la Tierra, usado en radio y TV local. • Línea de vista (LOS): Ondas en línea recta, común en microondas. • Reflexión: Ondas reflejadas en superficies sólidas, posibilita comunicación indirecta. • Difracción: Ondas dobladas alrededor de obstáculos para superar bloqueos. • Ionosfera: Ondas de alta frecuencia reflejadas para comunicación global (ondas cortas). • Satélite: Se transmiten a través de satélites para comunicación mundial. 7. Dos ejemplos de calculo de antenas en AM y FM Ejemplo de cálculo de antena para transmisión de radio AM: Diseño de una antena para una estación de radio AM que opera en la frecuencia de 800 kHz y utiliza un sistema de transmisión de 20 kW (kilovatios) de potencia. • Longitud del elemento radiante (dipolo): La longitud de onda se puede calcular utilizando la fórmula: Longitud de onda (metros) = Velocidad de la luz / Frecuencia (Hz). La velocidad de la luz es aproximadamente 3x108 metros/segundo, y la frecuencia es 800 kHz (800,000 Hz). Entonces, la longitud de onda sería aproximadamente: Longitud de onda = 3x108 / 800,000 = 375 metros. La longitud del elemento radiante sería aproximadamente una cuarta parte de la longitud de onda, es decir, unos 93.75 metros. • Altura de la antena: Para una antena vertical de cuarto de onda, la altura sería aproximadamente una cuarta parte de la longitud de onda, es decir, unos 93.75 metros. Ejemplo de cálculo de antena para transmisión de radio FM: Diseño de una antena para una estación de radio FM que opera en la frecuencia de 107.3 MHz y utiliza un sistema de transmisión de 2 kW de potencia. • Longitud del elemento radiante (dipolo): Utilizando la fórmula de longitud de onda, la longitud de onda sería aproximadamente: Longitud de onda = 3x108 / 107.3 x 106 = 2.792 metros. La longitud del elemento radiante sería aproximadamente la mitad de la longitud de onda, es decir, unos 1.396 metros. • Altura de la antena: Para una antena vertical de media onda, la altura sería aproximadamente media longitud de onda, es decir, unos 1.396 metros. 8. Bandas de Frecuencia y formas de propagación respectiva Bandas de frecuencia y sus formas de propagación respectivas: • Bandas de Radiofrecuencia (RF): ✓ Frecuencias: Desde unos pocos kHz (kilohertz) hasta varios GHz (gigahertz). ✓ Formas de propagación: Las ondas de radio de baja frecuencia (LF) y media frecuencia (MF) se propagan principalmente por propagación terrestre, siguiendo la curvatura de la Tierra. Las ondas de alta frecuencia (HF) pueden reflejarse en la ionosfera y viajar largas distancias en la propagación ionosférica o por ondas cortas. • Bandas de Microondas: ✓ Frecuencias: En el rango de GHz (gigahertz). ✓ Formas de propagación: Las microondas se propagan en línea recta y son utilizadas en aplicaciones de línea de vista (LOS) para enlaces punto a punto de largo alcance, como en comunicaciones satelitales o enlaces de microondas terrestres. • Bandas Infrarrojas y de Luz Visible: ✓ Frecuencias: Las bandas infrarrojas y de luz visible son más altas que las de radio y microondas, pero más bajas que las de luz ultravioleta. ✓ Formas de propagación: Las ondas infrarrojas y de luz visible se propagan en línea recta y se utilizan en aplicaciones de fibra óptica y comunicaciones inalámbricas de corto alcance, como en comunicaciones por infrarrojos o transmisiones de datos ópticos. • Bandas de Luz Ultravioleta, Rayos X y Gamma: ✓ Frecuencias: En el rango de terahertz (THz) para la luz ultravioleta, y por encima de eso para rayos X y gamma. ✓ Formas de propagación: Estas ondas electromagnéticas de alta energía se propagan en línea recta y son utilizadas en aplicaciones médicas y científicas, como en radiografías y radioterapia.
