Conceptos Clave en Telecomunicaciones

Para comprender los sistemas de telecomunicaciones, es fundamental entender los siguientes conceptos:

• Dato: Entidad física capaz de transportar información.
• Información: Aquello que genera expectativa, duda o necesidad en el receptor.
• Señal: Representación eléctrica, electromagnética u óptica de los datos.

Componentes de un Sistema de Comunicación

• Transmisor: Adapta la señal al medio de enlace.
• Medio de Enlace: Medio físico por el cual viajan las señales hacia el destino.
• Ruido: Señales espurias o indeseadas que se introducen en el canal, alterando la señal útil.
• Receptor: Adapta la señal del medio físico al transductor de salida.
• OUT: Entrega la información al destino.

Ondas Electromagnéticas y Señales

Onda Electromagnética (EM): Permite transmitir información en el vacío a una velocidad de 3 x 10⁸ m/s.

Ecuación de Onda Sinusoidal: V(t) = A sen ( 2 π f t + φ )

Donde:

• Frecuencia (f): Cantidad de ciclos por unidad de tiempo (Hz).
• Periodo (T): Tiempo en que una onda completa un ciclo (s).
• Longitud de onda (λ): Longitud entre dos picos (cm).
• Amplitud de Onda (A): Valor máximo de la señal (Volt).
• Fase (φ): Desplazamiento de una señal respecto a otra (radianes).
• Ancho de banda: Tamaño del espectro que ocupa una señal.
• Espectro: Frecuencias que componen una señal.

Tipos de Señales

• Señal Analógica: Varía continuamente en el tiempo. Entre dos puntos, hay infinitos puntos de amplitud.
• Señal Digital: Mantiene un valor constante en el tiempo y luego cambia abruptamente a otro valor. Son periódicas y tienen infinitas componentes de frecuencia, por lo tanto, su ancho de banda es infinito.

Transmisión en Banda Base y Banda Pasante

• Banda Base (Sin modular): Transmisión sin modulación, solo codificando. Las señales se transmiten en su frecuencia original. Adecuado para distancias cortas (metros) debido a la atenuación de la señal. Ejemplos: Placa de red (NIC), Cable USB, Impresora (Cable Paralelo), RS232 (COM).
• Banda Pasante (Modulando): Para transmitir a mayores distancias, se utiliza la modulación para adaptar la señal al medio de transmisión. Permite alcanzar distancias mayores que con la transmisión en banda base.

Digitalización de Señales

Las señales analógicas pueden convertirse en digitales y viceversa. Ejemplo: Placa de Sonido. Se utiliza un conversor Analógico-Digital (A/D).

El proceso de digitalización consta de:

1. Muestreo: Tomar muestras de la señal analógica a intervalos regulares de tiempo.
2. Cuantificación: Fijar niveles cuánticos y comparar las muestras con esos niveles.
3. Codificación: Convertir los valores cuantificados en una secuencia de bits. Ejemplo: 4, 5, 5, 4, 3 se codifica como 100101101100011.

Modulación

Modular: Modificar algún parámetro de una señal analógica (portadora) mediante otra señal (modulante), que puede ser analógica o digital. El resultado es una señal modulada (siempre analógica). La modulación adapta la señal al medio de transmisión, permitiendo alcanzar mayores distancias.

Ejemplo: MODEM telefónico de la PC.

Tipos de Modulación Analógica

• AM (Modulación de Amplitud): La amplitud de la portadora varía con los cambios de amplitud de la señal modulada. El ancho de banda en AM es el doble del ancho de banda de la señal modulada.
• FM (Modulación de Frecuencia): Se modula la frecuencia de la portadora. El ancho de banda en FM es aproximadamente diez veces el ancho de banda de la señal modulada.
• PM (Modulación de Fase): Se modula la fase de la portadora.

Tipos de Modulación Digital

• ASK (Amplitude Shift Keying): Modulación por desplazamiento de amplitud. Menos inmune al ruido, actualmente en desuso.
• FSK (Frequency Shift Keying): Modulación por desplazamiento de frecuencia. Utilizado en los primeros MODEMs (Kbps). Permite grandes distancias (aproximadamente 16 km).
• PSK (Phase Shift Keying): Modulación por desplazamiento de fase.

Multiplexación

Multiplexar: Transmitir señales de distintas fuentes por un mismo enlace, optimizando su capacidad.

Tipos de Multiplexación

• SDM (Multiplexación por División de Espacio): Los canales multiplexados disponen de todo el tiempo y todo el ancho de banda del enlace. Ejemplos: multipar telefónico, satélites.
• FDM (Multiplexación por División de Frecuencia): Divide el ancho de banda en porciones más pequeñas, transmitiendo un canal en cada porción. Se deja una banda de resguardo entre canales. Ejemplos: TV por cable, estaciones de radio.
• TDM (Multiplexación por División de Tiempo): Los canales ocupan todo el ancho de banda, pero durante un tiempo breve.
• WDM (Multiplexación por División de Longitud de Onda): Técnica de multiplexado analógico que combina señales ópticas de distinta longitud de onda (λ). Se utiliza en fibra óptica. Similar a FDM, pero con longitudes de onda.

Conmutación

Objetivo: Conectar a los usuarios de una red de forma rápida y segura, asignando los recursos predeterminados.

Medios de Transmisión

• Par Trenzado: Dos conductores trenzados para reducir el ruido. Utilizado en redes LAN y telefonía. Se clasifica en categorías.

• Fibra Óptica: Conductor de luz que utiliza el principio de refracción total. La luz se refleja, no se refracta.

• Redes Satelitales: El satélite actúa como retransmisor de señales. Utiliza diferentes frecuencias para subir y bajar datos. Vida útil: 7 años aproximadamente.

  Tipos de órbitas:

  1. LEO: 100 a 1000 Km.
  2. MEO: 1000 a 20000 Km.
  3. HEO: 20000 hasta GEO.
  4. GEO (Geoestacionaria): 35786 Km. El satélite permanece en la misma posición en el plano ecuatorial.

Código Manchester

Código por cambio de nivel y bipolar. Utilizado por la placa de red en transmisiones a 10 Mbps.