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lunes, 29 de octubre de 2012

1.4 Análisis matemático de señales: Análisis de Fourier


El análisis de Fourier debe su nombre a Jean Baptist Joseph Fourier (1768-1830), un matemático y físico  francés. Si bien muchas personas contribuyeron a su
desarrollo, Fourier es reconocido por sus descubrimientos matemáticos y su visión en el uso práctico de las técnicas. Su interés se centraba en la propagación de calor, presentando en 1807 un trabajo en el Instituto Francés sobre el uso de funciones senoidales para representar distribuciones de temperatura.


El análisis de Fourier es elemental para entender el comportamiento de las señales de sistemas. Este es el resultado de que los senosoidales son eigenfunciones  de sistemas lineales  variantes en el tiempo (LTI). Si pasamos cualquier senosoidal a través de un sistema LTI, obtenemos la versión escalada de cualquier sistema senosoidal como salida.

Entonces, ya que el análisis de Fourier nos permite redefinir las señales en términos de senosoidales, todo lo que tenemos que hacer es determinar el efecto que cualquier sistema tiene en todos los senosoidales posibles (su función de transferencia)  así tendremos un entendimiento completo del sistema.

Así mismo, ya que podemos definir el paso de los senosoidales en el sistema como la multiplicación de ese senosoidal por la función de transferencia en la misma frecuencia, puedes convertir el paso de la señal a través de cualquier sistema de ser una convolución (en tiempo) a una multiplicación (en frecuencia) estas ideas son lo que dan el poder al análisis de Fourier.


Las cuatro transformadas de Fourier que forman parte de este análisis son: Series Fourier, Transformada de Fourier continua en el tiempo,  Transformada de Fourier en Tiempo Discreto, y La Transformada de Fourier Discreta.


Teorema de Fourier - Serie trigonométrica
Gracias al teorema de Fourier es posible demostrar que toda función periódica continua, con un número finito de máximos y mínimos en cualquier período, puede desarrollarse en una única serie trigonométrica uniformemente convergente a dicha función, llamada serie de Fourier.




domingo, 28 de octubre de 2012

1.3 Señales y su clasificación: Analógicas, digitales, eléctricas y ópticas

Las señales periódicas se repiten con un  periodo, mientras las señales aperiódicas o no periódicas no se repiten .Podemos definir una función periódica mediante la siguiente expresión matemática, donde t puede ser cualquier número y   es una constante positiva:
 Señales determinísticas y aleatorias

Una señal determinística  es una señal en la cual cada valor está fijo y puede ser determinado por una expresión matemática, regla, o tabla. Los valores futuros de esta señal pueden ser calculados usando sus valores anteriores teniendo una confianza completa en los resultados. Una señal aleatoria, tiene mucha fluctuación respecto a su comportamiento. Los valores futuros de una señal aleatoria no se pueden predecir con exactitud, solo se pueden basar en los promedios  de conjuntos de señales con características similares
Señal analógica:
Una señal analógica es un tipo de señal generada por algún tipo de fenómeno electromagnético y que es representable por una función matemática continúa en la que es variable su amplitud y periodo (representando un dato de información) en función del tiempo. Algunas magnitudes físicas comúnmente portadoras de una señal de este tipo son eléctricas como la intensidad, la tensión y la potencia, pero también pueden ser hidráulicas como la presión, térmicas como la temperatura, mecánicas, etc.
Señal digital:
La señal digital es un tipo de señal generada por algún tipo de fenómeno electromagnético en que cada signo que codifica el contenido de la misma puede ser analizado en término de algunas magnitudes que representan valores discretos, en lugar de valores dentro de un cierto rango. Por ejemplo, el interruptor de la luz sólo puede tomar dos valores o estados: abierto o cerrado, o la misma lámpara: encendida o apagada.
Los sistemas digitales, como por ejemplo el ordenador, usan lógica de dos estados representados por dos niveles de tensión eléctrica, uno alto, H y otro bajo, L (de High y Low, respectivamente, en inglés).
Referido a un aparato o instrumento de medida, se dice que el aparato es digital cuando el resultado de la medida se representa en un visualizador mediante números (dígitos) en lugar de hacerlo mediante la posición de una aguja, o cualquier otro indicador, en una escala.

Señal eléctrica:
Una señal eléctrica es un tipo de señal generada por algún fenómeno electromagnético. Estas señales pueden ser analógicas, si varían de forma continua en el tiempo, o digitales si varían de forma discreta (con valores dados como 0 y 1). Entenderemos por señal eléctrica a una magnitud eléctrica cuyo valoro intensidad depende del tiempo. Así, v(t) es una tensión cuya amplitud depende del tiempo e i(t) es una corriente cuya intensidad depende del tiempo.
Señal óptica:
La comunicación óptica es cualquier forma de comunicación que utiliza la luz como medio de transmisión. Un sistema óptico de comunicación consiste de un transmisor que codifica el mensaje dentro de una señal óptica, un canal, que transporta la señal a su destino, y un receptor, que reproduce el mensaje desde la señal óptica recibida.
Hay muchas formas de comunicaciones ópticas no tecnológicas, incluyendo el lenguaje corporal y el lenguaje de señas. Técnicas como el telégrafo óptico, las banderas de señales, señales de humo y hogueras fueron las primeras formas de comunicación óptica tecnológicas.
La fibra óptica es el medio moderno más común para la comunicación óptica digital. Los sistemas de comunicación óptica de espacio libre también son utilizados en una gran variedad de aplicaciones.

1.2 Componentes: Emisor, receptor, medios, códigos y protocolos



Para diversos expertos en la materia, la comunicación, es el traspaso de información, desde un emisor, mediante un mensaje, hacia un receptor. Proceso el cual, luego toma el sentido inverso. O sea, el receptor se vuelve emisor y así consecutivamente.
En la Teoría de la Comunicación podemos encontrar los elementos que integran un sistema de comunicaron son: Fuente o mensaje – Emisor – Medio o canal – Receptor
Fuente o mensaje: La información que se transmite o mas bien es la información que tratamos de transmitir, puede ser analógica o digital O Lo importante es que llegue integro y con fidelidad.
El Emisor: Aquel del que procede el mensaje, Es el que prepara la información para que pueda ser enviada por el canal, tanto en calidad (adecuación a la naturaleza del canal) como en cantidad (amplificando la señal)
El Medio: Es el elemento a través del cual se envía la información del emisor al receptor. Desgraciadamente el medio puede producir en la comunicación: distorsiones, (perdida de señal)- Ruido (interferencias)
Dos características importantes del medio son:
a) Velocidad de transmisión, se mide en bits por segundo.
b) Ancho de banda, que es el rango de frecuencias en le que opera la señal.
El Receptor: El que recibe o interpreta el mensaje. Tendrá que modular la señal, limpiarla y recuperar de nuevo el mensaje original.
Códigos: Idioma que utilizan el emisor y el receptor. Una comunicación utiliza un código, es decir, un conjunto de elementos que se combinan siguiendo ciertas reglas para dar a conocer algo. En este contexto, las sociedades humanas se caracterizan principalmente porque, valiéndose de unidades sonoras significativas, logran comunicarse a través del código más complejo: las lenguas humanas o códigos lingüísticos. El emisor y el receptor deben utilizar el mismo código para que la comunicación sea posible.
Protocolos: Los protocolos de comunicaciones definen las normas que posibilitan que se establezca una comunicación entre varios equipos o dispositivos, ya que estos equipos pueden ser diferentes entre sí. Un interfaz, sin embargo, es el encargado de la conexión física entre los equipos, definiendo las normas para las características eléctricas y mecánicas de la conexión.

1.1 Impacto De Las Telecomunicaciones



Es evidente que las Telecomunicaciones afectan todas las áreas del ser humano.

Entre ellas podemos citar:

•Sector Económico
•Sector Cultural
•Sector Educativo
•Sector Social

Unos de los grandes propulsores de las Telecomunicaciones, ha sido el Internet. Y más recientemente el teléfono celular. Esto ha traído consigo, una guerra publicitaria y comercial entre proveedores tanto de telefonía, como de Internet en el país, como resultado de la apertura del Monopolio del ICE.

Internet ha revolucionado los medios de comunicación, implantando nuevos medios informativos. La utilización de recursos multimedia, ha obligado a generar un nuevo paradigma sobre estos medios. Ejemplo de esto son, la radio por Internet, periódicos en línea, televisión digital, revistas y boletines digitales.

Una empresa sin una buena utilización de las tecnologías de información y comunicaciones, o telecomunicaciones, aun cuando pueda tener una excelente línea de estrategia propia, representada en un buen producto o una buena presencia en el mercado, camina de modo equívoco y su horizonte es oscuro, a pesar del prometedor presente de que pueda disponer. 

Las tecnologías TIC, en las que las telecomunicaciones juegan el papel conductor son, en  todo caso, herramientas y, como tales, medios y aplicaciones para uso del usuario.

Es evidente que los campos de actividad, para las telecomunicaciones, son innumerables e incluso podríamos decir, sin ningún riesgo a equivocarnos, que no existe campo en donde las tecnologías que nos ocupan no sean determinantes en la actividad. Esto representa, sin duda, mayor implantación de tecnologías. 
Las telecomunicaciones significan, para la empresa, comunicación, actualización y, en definitiva, progreso.  No se trata de implementar la mejor tecnología, sino la más adecuada para los intereses de la empresa y la precisa, para solucionar las necesidades existentes.


Impacto de las telecomunicaciones en diversas áreas:

Educación.



Algunos expertos le llaman simplemente las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) y otros le han antepuesto el término de nuevas (NTIC). Su utilización ha provocado modificaciones en nuestras categorías de tiempo y de espacio y ha obligado a redefinir incluso el concepto de realidad, a partir de la posibilidad de construir realidades. “Cuando hablamos de NTIC no nos estamos refiriendo a un solo tipo de tecnología. En estos momentos disponemos de, al menos, tres tipos diferentes, cada vez más articulados entre sí, pero que utilizan procesos y establecen relaciones muy distintas entre los contenidos y los usuarios: la televisión, el ordenador y el teléfono.”
En realidad, podemos hablar de una silenciosa revolución de la información que se encuentra técnicamente apoyada en multimedia (integración de texto, sonido e imágenes en la computadora), en una realidad virtual (simulación de la realidad mediante computadoras) y en autopistas de la información (sistema de comunicaciones interactivas constituido por grandes redes de equipo de computo que se conectan entre sí a la velocidad de la luz, gracias a medios como la fibra óptica, el cable, los satélites y la telefonía móvil.
La denominación de nuevas tecnologías comprende todos aquellos medios al servicio de la mejora de la comunicación y el tratamiento de la información, que van surgiendo de la unión de avances, propiciados por el desarrollo de la tecnología, que están modificando los procesos técnicos básicos de la comunicación. Se puede resumir que son tres las innovaciones las que han hecho posible la "revolución de la comunicación y la información: microelectrónica, informática y telecomunicaciones. En síntesis, se puede formular: tecnología educativa + informática educativa = NTIC. La riqueza radica en la adición de multimedia."

La Educación computarizada se ha concebido como el uso de las herramientas informáticas para la explicación y comprobación de un tema o procedimiento. El software educativo persigue esta finalidad aunque también una variante de ello es a través de Internet, donde el alumno puede interactuar y manipular el conocimiento sin que esto afecte a terceros o que las consecuencias no sean las más apropiadas.

Educación en línea es concebida de la siguiente forma en la Enciclopedia Británica en línea: "formerly calledVideotex, any electronic interactive system that delivers information to users via telephonelines to personal computers or via cables to terminals." Es decir, que puede ser un medio alterno en el que puede apoyarse la educación abierta y a distancia para cumplir sus propósitos.

Medicina.



Una forma común de clasificar a las tecnologías médicas es la siguiente:
  • Tecnologías de diagnóstico: permiten identificar y determinar los procesos patológicos por los que pasa un paciente. Ej: TAC;
  • Tecnologías preventivas: protegen al individuo contra la enfermedad. Ej: mamografía;
  • Tecnologías de terapia o rehabilitación: liberan al paciente de su enfermedad o corrigen sus efectos sobre las funciones del paciente. Ej. Láser de dióxido de carbono (en cáncer de piel, odontología, y cortes quirúrgicos);
  • Tecnologías de administración y organización: permiten conducir el otorgamiento correcto y oportuno de los servicios de salud. Ejemplo: microprocesadores genéticos.
La medicina, y en general la sanidad, han sido tradicionalmente pioneras en la incorporación de los avances tecnológicos a sus procesos asociados de investigación y las actividades cotidianas asociadas. En las últimas décadas se ha beneficiado de los avances en el campo de la informática, y lo hará en las próximas con los avances en las telecomunicaciones.
FTP (File Transfer Protocol) Es una herramienta de Internet que permite el intercambio de archivos, con la que podemos importarlos desde cualquier ordenador de la red, con independencia del tipo de ordenador y de archivo. Hay numerosas bases de datos médicas con imágenes, bibliografía o información útil de varios tipos, que están disponibles para la comunidad internacional, no solo para la científica. Listas de distribución Los usuarios de Internet pueden suscribirse a las listas de distribución, que permiten mantener discusiones sobre temas concretos mediante el uso del correo electrónico.
Videoconferencia La telefonía y la videoconferencia a través de Internet están íntimamente relacionadas con el desarrollo de la telemedicina, permitiendo la consulta médica a distancia, el control remoto de los tratamientos, las sesiones entre varios centros, y la telecirugía, entre otros. La característica más importante desde el punto de vista de su difusión e implantación es su coste, equivalente al de una llamada local (una videoconferencia con Japón tiene el mismo precio que una llamada a la casa de nuestro vecino).
Implantes eléctricos En el proyecto SUAW (Stand Up And Walk, Lenvántate y Anda), gracias al implante de un estimulador nervioso asistido por un ordenador es posible ayudar a que una persona paralítica recobre cierta capacidad de movimiento y, de esta manera, mejorar su calidad de vida. La estimulación eléctrica del implante genera la contracción muscular artificial.
Hogar
Las telecomunicaciones en el hogar, han estado ya desde algún tiempo, con sus primeras innovaciones que van desde:
  • La radio
  • La televisión
  • El Teléfono
Pero en estos momentos las telecomunicaciones en el hogar son hechas para satisfacer necesidades del usuario para así hacer de su vida más confortable y sencilla. En estos tiempos se encuentran otros tipos de telecomunicaciones en el hogar, desde redes wireless (Internet), pues en estos tipos ya no es una gran cosa tener una computadora en el hogar. También en estos tipos se cuenta con celulares en cualquier parte, estos son un tipo de telecomunicación y también pueden interactuar con las redes wireless.
Son los sistemas o infraestructuras de comunicaciones que posee el hogar. Tanto si hablamos de las redes interiores (Wireless, LAN, Corrientes portadoras...) o de redes de acceso (RTBC, RDSI, ADSL...) o redes públicas (RTV, Radio...) el concepto está ligado a la conectividad de los hogares a la autopista de la información.

Comercio Electrónico:

  • “Es la aplicación de la avanzada tecnología de información para incrementar la eficacia de las relaciones empresariales entre socios comerciales”. (Automotive Action Group in NorthAmerica)
  • “La disponibilidad de una visión empresarial apoyada por la avanzada tecnología de información para mejorar la eficiencia y la eficacia dentro del proceso comercial.” (ECInnovation Centre)
TIPOS
A continuación se identifican diversos tipos de intermediarios basados en Internet:
1. Directorios.  Ayudan a los clientes a encontrar productos clasificando instalaciones Web y proporcionando menús estructurados para facilitar la navegación. En la actualidad son gratuitos, pero en el futuro podrían ser de pago. Existen tres tipos de directorios:

  • Generales: Como por ejemplo, Yahoo que proporciona un catálogo general de una gran variedad de diferentes sitios Web. Habitualmente existe un esquema para organizar y elegir los sitios que serán incluidos. Estas instalaciones suelen soportar “browsing” así como búsqueda del catálogo mediante palabras clave.
  • Comerciales: Como El Índice que se centra en proporcionar catálogos de sitios comerciales. No proporcionan infraestructura o servicios de desarrollo para los fabricantes, sino que tan sólo actúan como un directorio de instalaciones existentes. También pueden suministrar información sobre un área comercial específica, con frecuencia a empresas que no tienen Web. Estos intermediarios son equivalentes a los editores de guías en papel.
  • Especializados: Están orientados a temas, y son incluso tan sencillos como una página creada por una persona interesada en un tema. Estas páginas pueden suministrar al cliente información sobre un bien o fabricante en particular.
Empresas virtuales



La aparición y evolución de un nuevo tipo de empresa que está ligada a la expansión en Internet, es decir “Las empresas virtuales”.
Existe todo un entramado de colaboradores que hicieron posible el nacimiento de la informática como un medio de comunicación, entre los cuales el más conocido es Bill Gates. Empresas pioneras en esta materia; las empresas que continúan en activo y las que han fracasado en su intento.
TIPOS:
Empresas encargadas de la distribución que están al servicio de las empresas virtuales, haciendo llegar el producto al consumidor.
Empresas virtuales dedicadas a la venta de productos concretos que demandaban empresas específicas. Distinguimos:
Empresas pioneras: la más conocida, por lo menos nacionalmente, es Amazon, que es una librería en la que con solo entrar en su página, se pueden visualizar todas las gamas de libros, y elegir el producto que más se adecue a las necesidades del usuario.
Empresas en activo: Actualmente existe una gran cantidad de empresas del e-commerce, que se dedican sobre todo a las finanzas, al ocio, informática, subastas, libros y música.
Empresas fracasadas: En general, las principales causas de crisis y posterior fracaso son dificultades en la obtención de financiación, la mala gestión, ingresos inferiores a gastos, la fuerte competencia por parte de las empresas tradicionales, etc.
En cuanto a las empresas virtuales disponen de unas infraestructuras basadas en material informático para ponerse en contacto con sus clientes y poder ofrecerles sus productos, que pueden ser materiales ( libros, cd) o servicios ( viajes, contactos). Otro recurso material serían los inframediarios que proporcionan una estructura básica para poder llevar a cabo transacciones, en general permiten acceso y accionabilidad; también encontraríamos los infomediarios, que facilitan la navegación y la confianza.
El recurso más importante es que las empresas virtuales tienen atractivas estrategias virtuales que les aportan un importante valor añadido en relación con las estrategias tradicionales de sus competidores.