Introducción a las Telecomunicaciones
En una comunicación se encuentran presentes un emisor, un medio para transmitir el mensaje y un receptor.
Tipos de Ondas
Una onda es un fenómeno físico que consiste en la propagación de una perturbación por el espacio, implicando el transporte de energía pero no de materia. Existen dos tipos principales de ondas:
Ondas Mecánicas
Son ondas que requieren un medio material para propagarse. La perturbación implica el movimiento de las partículas de ese medio. Dentro de este tipo hay dos subtipos:
- Transversales: el movimiento de las partículas es transversal a la dirección de propagación. La atenuación de la onda implica la pérdida de potencia con la distancia.
- Longitudinales: el movimiento de oscilación de las partículas tiene la misma dirección que la de propagación de la onda. La atenuación de la onda implica la pérdida de potencia con la distancia.
Ondas Electromagnéticas
No necesitan un medio material para propagarse. La perturbación que se transmite es una sucesión de campos eléctricos y magnéticos concatenados. Se pueden propagar por el aire o por el vacío a la velocidad de la luz.
Las ondas periódicas son aquellas que muestran periodicidad respecto del tiempo, es decir, describen ciclos repetitivos.
En las telecomunicaciones modernas se usan principalmente las ondas electromagnéticas.
Características de las Ondas
- La longitud de onda (λ) es el espacio que recorre la onda para completar un ciclo.
- La amplitud (A) es el valor máximo que alcanza una onda. Se mide en metros.
- El periodo de una onda es el tiempo que tarda una onda en completar un ciclo.
- La frecuencia de onda es la inversa del periodo, y es el número de ciclos que se completan en una unidad de tiempo.
Cuanto menor sea el periodo, mayor es la frecuencia y viceversa; son magnitudes inversamente proporcionales.
La velocidad de propagación de una onda es la velocidad de avance del frente de onda.
Tipos de Comunicaciones
Comunicaciones Alámbricas
Se llevan a cabo mediante cables, hilos o fibra óptica. Pueden ser de varios tipos dependiendo de su capacidad para transportar información y de la resistencia que oponen a las interferencias.
Comunicaciones Inalámbricas
Se realizan a través de la atmósfera, el océano o el espacio exterior. No necesitan cables ni una instalación fija. Consisten en ondas electromagnéticas.
Tipos de Cables
- Cable de pares: es un par de hilos de cobre en una cubierta aislante.
- Cable coaxial: consiste en un hilo conductor central, rodeado de aislante, y de una capa conductora.
- Fibra óptica: es un cable de fibra de vidrio. Conduce impulsos luminosos. Presenta inmunidad al ruido y poca atenuación.
Historia y Tecnologías de las Telecomunicaciones
El telégrafo fue el primer medio de telecomunicación moderno. Su mecanismo consiste en un circuito eléctrico entre dos estaciones conectadas entre sí por un cable que permite, al accionar un pulsador en una, recibir la señal en la otra mediante el timbre.
El funcionamiento del teléfono se basa en el telégrafo, aunque añade la posibilidad de transmitir mensajes de voz y sonido variable. Para ello, incorpora dos elementos principales al esquema del telégrafo: micrófono y auricular. El micrófono es una resistencia capaz de variar su valor con las vibraciones del sonido de nuestra voz. Cuando cambia el valor, se produce una variación de la intensidad de corriente en el circuito de la resistencia. Esta variación de corriente es recogida por el auricular, que reproduce el sonido original que el micrófono había captado.
Modulación
La modulación es la combinación de la señal que contiene el mensaje de sonido con la portadora. Hay dos tipos principales: de amplitud (AM) y de frecuencia (FM).
- En la AM, la amplitud de la onda portadora varía en función de la amplitud del mensaje que se haya de transmitir. Utilizan un ancho de banda de tan solo 5 kHz, por lo que la calidad del sonido no es la óptima.
- En la FM, la amplitud de la señal portadora varía en función del mensaje que se deba transmitir. La transmisión es más resistente a ruidos e interferencias, ya que estos afectan sobre todo a la amplitud y no a la frecuencia. La calidad del sonido es mejor, porque se utiliza un ancho de banda de 15 kHz, y también pueden emitir en estéreo utilizando dos canales.
En las modulaciones AM y FM se utilizan señales portadoras, encargadas de transportar el mensaje del emisor al receptor, moduladoras y moduladas.
No tiene sentido modular una señal que va a ser transmitida por un cable, porque la señal que se transmite son impulsos eléctricos que llegan al receptor sin perder intensidad.
Multiplexación y Espectro Electromagnético
La multiplexación es la combinación de dos o más canales de información en un solo medio de transmisión usando un dispositivo llamado multiplexor.
Un receptor de radio utiliza la frecuencia para separar las ondas.
El espacio radioeléctrico es la parte del espectro electromagnético comprendida entre las frecuencias de 3 kHz y 300 GHz, se emplea normalmente en las telecomunicaciones inalámbricas. Es correspondiente a las ondas de TV, radio y teléfono.
El espectro electromagnético es el conjunto de las ondas electromagnéticas ordenadas según su frecuencia. Corresponde a rayos infrarrojos y gamma.
Otros Conceptos Clave
El código Morse es un código que asociaba a cada letra del alfabeto un conjunto de puntos y rayas. Los puntos eran transmitidos como impulsos eléctricos de corta duración, y las rayas, con impulsos más largos. Puede ser un código binario dependiendo del número de símbolos.
Las centrales de conmutación son centros donde se conmutan los circuitos de la red de telefonía para conectar a dos usuarios mediante un circuito continuo, estableciendo una comunicación. Son necesarias para que se puedan simplificar las redes de comunicaciones y para que las comunicaciones sean confidenciales.
Una señal en telecomunicaciones es una onda electromagnética que permite transmitir información a un circuito eléctrico. Modular una señal es necesario para que las frecuencias no sean muy bajas; tiene que tener una frecuencia mínima o umbral y para poder hacer una multiplexación en frecuencia.