Fundamentos Esenciales de la Transmisión de Datos y Señales en Telecomunicaciones

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Conceptos Fundamentales de Datos y Señales

Un dato por sí mismo no constituye información. Es el procesamiento de los datos lo que nos proporciona información.

El Medio de Transmisión y el Canal

El medio de transmisión constituye el canal que permite la transmisión de información entre dos terminales en un sistema de transmisión. Las transmisiones se realizan habitualmente empleando ondas electromagnéticas que se propagan a través del canal, que puede ser:

  • Guiado: Cables.
  • No Guiado: Microondas, radio, etc.

Propagación de Ondas Electromagnéticas (Radiofrecuencia)

La propagación de ondas electromagnéticas por el espacio libre se suele llamar propagación de radiofrecuencia, o simplemente radiopropagación. Aunque el espacio libre implica el vacío, con frecuencia la propagación por la atmósfera terrestre se denomina propagación por el espacio libre, y se puede considerar casi siempre así.

La diferencia principal es que la atmósfera de la Tierra introduce pérdidas de la señal que no se encuentran en el vacío. Las TEM (Ondas Electromagnéticas Transversales) se propagan a través de cualquier material dieléctrico, incluyendo el aire.

Sin embargo, no se propagan bien a través de conductores con pérdidas, como por ejemplo el agua de mar, porque los cambios eléctricos hacen que fluyan corrientes en el material que disipan con rapidez la energía de las ondas.

Codificación de Señales y Banda Base

Banda Base

Se denomina Banda Base al conjunto de señales que no sufren ningún proceso de modulación a la salida de la fuente que las origina; es decir, son señales que son transmitidas en su frecuencia original. Dichas señales se pueden codificar, dando lugar a los códigos de banda base.

Esquemas de Codificación de Banda Base

  • Unipolares: En este caso, un '1' siempre toma una polaridad (positiva o negativa), mientras que un '0' vale siempre 0.
  • Polares: La señal tomará valores positivos para un '1' lógico y negativos para un '0' lógico, pero nunca toma el valor 0.
  • Bipolares: Un dígito toma valor con polaridad alternada, mientras que el otro permanece siempre en 0.

Conceptos de Probabilidad Aplicados a Sistemas

Probabilidad

La probabilidad es una medida de la certidumbre asociada a un suceso o evento futuro y suele expresarse como un número entre 0 y 1.

Distribución Binomial

La distribución binomial es una distribución de probabilidad discreta que indica el número de éxitos al realizar una secuencia de n ensayos independientes entre sí, con una probabilidad fija (p) de ocurrencia del éxito entre esos ensayos.

Procesamiento de Señales: Ruido y Modulación

Ruido Blanco

El Ruido Blanco es un ruido aleatorio que posee la misma densidad espectral de potencia a lo largo de toda la banda de frecuencias. Dado que la luz blanca contiene todas las frecuencias del espectro visible, el ruido blanco deriva su nombre de contener también todas las frecuencias (en este contexto, de sonido o señal).

Modulación

La Modulación engloba el conjunto de técnicas que se usan para transportar información sobre una onda portadora, típicamente una onda sinusoidal. Estas técnicas permiten un mejor aprovechamiento del canal de comunicación, lo que posibilita transmitir más información de forma simultánea, además de mejorar la resistencia contra posibles ruidos e interferencias.

Modulación de Amplitud (AM)

La Modulación de Amplitud (AM) es el proceso de cambiar la amplitud de una portadora de frecuencia relativamente alta de acuerdo con la amplitud de la señal modulante (información).

Las frecuencias que son lo suficientemente altas para radiarse de manera eficiente por una antena y propagarse por el espacio libre se llaman comúnmente radiofrecuencias o simplemente RF. Con la modulación de amplitud, la información se imprime sobre la portadora en la forma de cambios de amplitud.

Técnicas de Acceso al Canal

Multiplexación Estadística (TDM Asíncrona)

La multiplexación estadística (TDM asíncrona o TDM estadística) es una técnica más avanzada que la multiplexación por división en el tiempo (TDM, Time-Division Multiplexing).

En lugar de preasignar las ranuras temporales a un número fijo de comunicaciones, detecta las comunicaciones activas y reparte el canal entre todas ellas. De esta forma, se evita que una comunicación inactiva malgaste ancho de banda. Este tipo de multiplexación se utiliza en líneas Frame Relay.

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