Capa física

Definición

La Capa Física o Nivel 1 proporciona los medios mecánicos, eléctricos, funcionales y de procedimiento para activar, mantener y desactivar conexiones físicas en la transmisión de información entre entidades de la Capa Enlace.
Por Ejemplo,Puede Decirse que en un punto o cable existen un 1 cuando está es cantidad de volts y un cero cuando su nivel es de 0 volts .

Base teórica de la comunicación de datos

Variando algunas propiedades físicas, voltaje o corriente, se puede lograr el envio de datos mediante un cable. El comportamiento de la señal se puede representar matemáticamente como se describirá en las siguientes subsecciones.

Series de Fourier

Una serie de Fourier es una serie infinita que converge uniformemente a una función continua y periódica. Las series de Fourier constituyen la herramienta matemática básica del análisis de Fourier empleado para analizar funciones periódicas a través de la descomposición de dicha función en una suma infinitesimal de funciones senoidales mucho más simples (como combinación de senos y cosenos con frecuencias enteras). El nombre se debe al matemático francés Jean-Baptiste Joseph Fourier que desarrolló la teoría cuando estudiaba la ecuación del calor. Fue el primero que estudió tales series sistemáticamente, y publicando sus resultados iniciales en 1807 y 1811. Esta área de investigación se llama algunas veces Análisis armónico.
Es una aplicación usada en muchas ramas de la ingeniería, además de ser una herramienta sumamente útil en la teoría matemática abstracta. Áreas de aplicación incluyen análisis vibratorio, acústica, óptica, procesamiento de imágenes y señales, y compresión de datos. En ingeniería, para el caso de los sistemas de telecomunicaciones, y a través del uso de los componentes espectrales de frecuencia de una señal dada, se puede optimizar el diseño de un sistema para la señal portadora del mismo. Refierase al uso de un analizador de espectros.
Las series de Fourier tienen la forma:

Donde  y  se denominan coeficientes de Fourier de la serie de Fourier de la función 

Definición de la serie de Fourier[editar · editar código]

Si  es una función (o señal) periódica y su período es , la serie de Fourier asociada a  es:

Donde  y  son los coeficientes de Fourier que toman los valores:

• 

Por la identidad de Euler, las fórmulas de arriba pueden expresarse también en su forma compleja:

Los coeficientes ahora serían:

Limitación en el ancho de banda de las señales

La relación de lo presentado en la subsección anterior se puede ejemplificar mediante la transmisión del carácter ASCII "b", se va a transmitir la cadena binaria 01100010. El análisis de Fourier produce lo siguiente:



Al transmitir datos se pierde cierta potencia durante el proceso, ningún emisor lo puede evitar. Si todos los parámetros de Fourier disminuyeran en forma proporcional, la señal producida se reduciría en amplitud pero no se distorsionaría. La distorsión se provoca porque todas las plantas de transmisión disminuyen los componentes de la serie de Fourier en diferentes valores. Las amplitudes se emiten, en la mayoría de los casos sin ninguna atenuación desde 0 hasta  (Usando el ciclo/seg o Hertz como unidad de medida) y todos los valores que superen este límite serán atenuados. El rango de frecuencias que se emite sin necesidad de atenuarse se lo conoce como ancho de banda. Este corte no se produce en forma abrupta en la práctica, el ancho de banda varía desde 0 hasta la frecuencia en la que el valor de la amplitud es disminuido a la mitad de su valor original.