Comunicacions a Distància: Tipus, Mitjans i Funcionament

Comunicacions a Distància: Fonaments i Mitjans

1. Principis de les Comunicacions

L'objectiu de qualsevol comunicació és transmetre un missatge. Els elements que constitueixen la comunicació són:

• Emissor: element que transmet el missatge.
• Receptor: element que rep el missatge.
• Canal: mitjà que uneix l'emissor amb el receptor.

1.1. Comunicacions amb i sense fils

Els sistemes de comunicació amb cable utilitzen com a canal un cable, per on circula un corrent elèctric o senyals de llum. Els sistemes sense fils (o sense cable) utilitzen ones que viatgen per l'espai.

1.2. Transmissió d'Informació per l'Espai (Ones)

No totes les ones (com les sonores o les electromagnètiques) tenen la mateixa forma, però sí unes característiques comunes:

• Amplitud (A): És la característica de les ones que, en el cas de les sonores, percebem com a volum. L'amplitud màxima ve donada per A_max.
• Freqüència (f): És el nombre de cicles complets que es repeteixen en un segon. Es mesura en Hertz (Hz).
• Període (T): És el temps que triga a produir-se un cicle complet. El seu valor és invers a la freqüència (T = 1/f).
• Longitud d'ona (λ): És la distància entre dues crestes consecutives (o dos punts equivalents de l'ona).

2. Sistemes de Comunicació amb Fils

Hi ha principalment dos tipus de cables per a les comunicacions amb fils:

• Cables elèctrics: Transmeten informació mitjançant corrents elèctrics. Un exemple clàssic són els cables de coure.
• Fibra òptica: Té la propietat de transmetre senyals de llum (raigs lluminosos) pel seu interior amb pèrdues d'informació molt baixes. Això millora significativament els sistemes de comunicació respecte als antics cables de coure. La fibra òptica està feta de fibres de vidre o plàstic molt fines.

3. Els Mitjans de Comunicació a Distància

3.1. El Telègraf

El telègraf permet la transmissió de missatges escrits (codificats, com el codi Morse) a llarga distància. El seu funcionament es basa en els efectes magnètics del corrent elèctric.

3.2. El Telèfon

El 1876, Alexander Graham Bell va inventar el telèfon, que va permetre la transmissió de la veu (missatges orals) a llarga distància.

• Micròfon: En els models clàssics, està format per un diafragma i uns grànuls de carbó. En parlar, les ones sonores fan vibrar el diafragma, comprimint els grànuls de carbó. Això fa que la resistència elèctrica variï, modulant el corrent elèctric que els travessa en funció de l'ona sonora.
• Auricular: Converteix els senyals elèctrics rebuts de nou en so. Un electroimant, activat pel corrent elèctric variable, fa vibrar un diafragma que produeix les ones sonores.
• Dispositiu marcador: Permet seleccionar el número de telèfon al qual es vol trucar.

3.3. La Ràdio

El 1887, Heinrich Hertz va demostrar experimentalment l'existència d'ones electromagnètiques que podien transmetre energia sense necessitat de fils elèctrics, posant les bases per a la ràdio.

La ràdio és un sistema que utilitza ones radioelèctriques per establir comunicacions. Components i funcionament bàsic:

• Emissora:
  • El micròfon capta la veu (per exemple, d'un locutor), convertint-la en senyals elèctrics de baixa freqüència (senyal d'àudio).
  • Un oscil·lador genera una ona d'alta freqüència, anomenada ona portadora.
  • El modulador combina el senyal d'àudio amb l'ona portadora.
  • L'antena emissora irradia l'ona modulada a l'espai.
• Receptor (aparell de ràdio):
  • L'antena receptora capta les ones radioelèctriques.
  • Un sintonitzador selecciona la freqüència desitjada.
  • El demodulador separa el senyal d'àudio de l'ona portadora.
  • L'amplificador augmenta la potència del senyal d'àudio.
  • L'altaveu converteix el senyal elèctric amplificat en so audible.

Hi ha diferents bandes de freqüència, com ara:

• AM (Amplitud Modulada): Típicament entre 525 i 1705 kHz. Les ones AM poden viatjar llargues distàncies, però són més susceptibles al soroll.
• FM (Freqüència Modulada): Típicament entre 88 i 108 MHz. La FM ofereix millor qualitat de so i menys soroll que l'AM, però té un abast més curt.

3.4. La Televisió

La televisió permet la transmissió i recepció d'imatges en moviment i so a distància.

• Càmera de televisió: Una càmera bàsica capta la llum de l'escena exterior. Aquesta llum travessa la lent i arriba a un sensor d'imatge (un material semiconductor), que converteix la llum en senyals elèctrics. La resistència o la càrrega elèctrica del material varia en funció de la intensitat de la llum que hi incideix.
• Pantalla del receptor: La pantalla del receptor reconstrueix la imatge. En sistemes analògics antics (com el PAL), s'utilitzaven 625 línies horitzontals per formar una imatge, i es transmetien típicament 25 imatges completes per segon. Aquestes línies es dibuixaven gràcies a bobines de deflexió que guiaven un feix d'electrons.

3.5. El Telèfon Mòbil

Els telèfons mòbils són dispositius portàtils que permeten la comunicació de veu i dades sense fils mitjançant ones de ràdio. Funcionen dins d'una xarxa d'antenes (estacions base) que cobreixen àrees geogràfiques anomenades cel·les. Utilitzen diverses bandes de freqüència (per exemple, 900 MHz, 1800 MHz, etc., depenent de la tecnologia i la regió).