Señales, Modulación y Cables en Redes Informáticas: Tipos y Características

Tipos de Señales

Señal Digital: Es aquella en la que las magnitudes se representan mediante valores discretos en lugar de variables continuas.
Señal Analógica: Es cualquier señal continua en tiempo y amplitud. Las variaciones de los valores de la señal son las variaciones de la información de la señal. Una señal analógica se transmite habitualmente en forma de modulación.

Modulación Analógica

La modulación analógica consiste en un conjunto de técnicas que se usan para transportar información sobre una onda portadora, típicamente una onda sinusoidal.

Tipos de Modulación Analógica:

Modulación en Amplitud (AM): Funciona mediante la variación de la amplitud de la señal transmitida en relación con la información que se envía.
Modulación en Frecuencia (FM): Es una técnica de modulación que permite transmitir información a través de una onda portadora variando su frecuencia.
Modulación en Fase (PM): Es una modulación que se caracteriza porque la fase de la onda portadora varía en forma directamente proporcional de acuerdo con la señal modulante.

Modulación Digital

La modulación digital es un proceso mediante el cual se transforman los símbolos digitales en formas de onda adecuadas para la transmisión sobre un canal de comunicación.

Tipos de Modulación Digital:

ASK (Amplitude Shift Keying): Es una forma de modulación en la cual se representan los datos digitales como variaciones de amplitud de la onda portadora en función de los datos a enviar.
FSK (Frequency Shift Keying): Es una técnica de modulación para la transmisión digital de información utilizando dos o más frecuencias diferentes para cada símbolo. La señal moduladora solo varía entre dos valores de tensión discretos formando un tren de pulsos donde uno representa un «1» o «marca» y el otro representa el «0» o «espacio».
PSK (Phase Shift Keying): Es una forma de modulación angular que consiste en hacer variar la fase de la portadora entre un número de valores discretos. La diferencia con la modulación de fase convencional (PM) es que mientras en ésta la variación de fase es continua, en función de la señal moduladora, en la PSK la señal moduladora es una señal digital y, por tanto, con un número de estados limitado.

Modulaciones BPSK, 4PSK y MPSK

Modulación BPSK: Se utilizan únicamente 2 valores de fase diferentes para codificar la información (0º para el “0” y 180º para el “1”).
Modulación QPSK o 4PSK: Se utilizan 4 valores para representar la información, permitiendo transmitir 2 bits por símbolo.
Modulación MPSK: Al igual que con QPSK, se distinguen entre varias fases. En este sistema, la fase de la señal portadora puede tomar de manera secuencial N valores posibles separados entre sí por un ángulo definido por θ = 2π / N.

Tipos de Cables Según su Conexión

Cable Directo: Establecido por las normativas T568-A y T568-B, sirven para conectar equipos que NO trabajen en la misma capa o que NO sean equipos iguales (por ejemplo: 1 PC conectado a un router).
Cable Cruzado: Establecido por las normativas T568-A y T568-B, sirven para conectar equipos que trabajen en la misma capa o que sean equipos iguales (por ejemplo: 1 PC a otro PC o un Switch a otro Switch).
Cable Consola: Básicamente se utiliza para conectar una PC al router. Puede tener hasta 7.5 metros. Utiliza una interfaz serial asincrónica (8 BIT de datos y 2 BIT de parada).

Tipos de Cable de Par Existentes

UTP (Unshielded Twisted Pair): Está formado por 4 pares de hilos, trenzados por pares, y revestidos de un aislante plástico de colores para identificarlos. Es el cable más utilizado por su bajo coste y facilidad de instalación. Es el cable más sensible al ruido eléctrico y a las interferencias.
FTP (Foiled Twisted Pair): Consiste básicamente en un cable UTP cubierto en un blindaje de papel metálico. El blindaje evita que las ondas electromagnéticas externas interfieran.
STP (Shielded Twisted Pair): Está formado por una capa exterior plástica aislante que recubre una malla metálica. Esta malla (blindaje trenzado) recubre las capas interiores de papel metálico, dentro de las cuales se sitúan normalmente 4 pares de cables, trenzados por pares, con revestimiento plástico de diferentes colores para su identificación.

Fibras Ópticas

Fibra Monomodo: El diámetro del núcleo de la fibra es muy pequeño y sólo permite la propagación de un único modo o rayo (fundamental), el cual se propaga directamente sin reflexión. Este efecto causa que su ancho de banda sea muy elevado, por lo que su utilización se suele reservar a grandes distancias, superiores a 10 Km.
Fibra Multimodo: A diferencia del monomodo, en ella se pueden propagar varios modos de forma simultánea. El diámetro del núcleo de este tipo de fibras suele ser 50μm ó 62.5μm, por lo que el acoplamiento de la luz es más sencillo que en las monomodo, preferidas para comunicaciones en pequeñas distancias, hasta 10 Km.

Dispersión Cromática y Reflexión Interna Total (TIR)

Dispersión Cromática: Se produce debido a la diferente velocidad por la fibra de las diferentes longitudes de onda de la luz transmitida. Aun utilizando una fuente de luz muy pura, como es la luz láser, siempre existen varias longitudes de onda y por lo tanto siempre se producirá un poco de dispersión cromática.
TIR (Reflexión Interna Total): Fenómeno por el cual la luz avanza por el núcleo de las fibras ópticas multimodo con muy bajas pérdidas.

Conceptos Adicionales

Frecuencia: Cantidad de periodos de una señal en un segundo.
Longitud de Onda: Distancia entre el principio y el final de una onda completa (ciclo).
Periodo: Tiempo que dura un ciclo de una onda.
Amplitud: Valor máximo de la magnitud de una onda.