Fundamentos de la Modulación Digital: Tipos, Velocidades y Señales Portadoras

Introducción a la Modulación y Constelación de Símbolos

En la modulación, la distancia entre el origen y el símbolo representa la amplitud de la señal, y su ángulo, la fase. Al modificar tanto la amplitud como la fase, este tipo de modulación permite aumentar significativamente el número de símbolos, manteniendo un espacio adecuado entre ellos.

Diferencia entre Señal Portadora, Moduladora y Modulada

La distinción entre los tipos de señales es fundamental en la transmisión de datos:

• Señal Portadora: Es la que posibilita la transmisión de la información, pero no contiene datos por sí misma.
• Señal Moduladora: Es la que contiene la información, pero carece de la capacidad para ser transmitida a larga distancia.
• Señal Modulada: Es una modificación de la señal portadora que incluye la información de la señal moduladora. Por lo tanto, esta señal posee tanto la información como la capacidad para ser transmitida.

Conceptos de Velocidad: Bit Rate y Baud Rate

Es crucial diferenciar entre la velocidad de la información y la velocidad de los símbolos:

• Bit Rate: Es la cantidad de bits que llegan al modulador. Se mide en bits/s.
• Baud Rate: Es la cantidad de símbolos a la salida del modulador. Se mide en baudios (símbolos/s).

Tipos de Modulación Digital

Modulación por Desplazamiento de Amplitud (ASK)

La modulación ASK (Amplitude Shift Keying) modifica la amplitud de la señal portadora. El proceso técnico consiste en emitir la señal portadora para transmitir un '1' y no emitir nada para transmitir un '0'.

• Ventaja: Sencillez.
• Desventaja: Las señales son sensibles al ruido.

Modulación por Desplazamiento de Frecuencia (FSK)

La modulación FSK (Frequency Shift Keying) modifica la frecuencia de la señal portadora. El proceso técnico requiere un generador de señales con dos portadoras de frecuencias distintas. En función de la frecuencia utilizada, se estará transmitiendo un '0' o un '1'.

• Ventaja: Mayor resistencia al ruido.

Modulación por Desplazamiento de Fase (PSK)

La modulación PSK (Phase Shift Keying) modifica la fase de la señal portadora. El proceso consiste en cambiar el punto donde comienza la señal portadora. En función de la fase, se estará transmitiendo un símbolo u otro.

• Consideración: A mayor número de símbolos, es más probable que se produzcan errores.

Modulación de Amplitud en Cuadratura (QAM)

La modulación QAM (Quadrature Amplitude Modulation) es un tipo de modulación en la que se modifican simultáneamente la fase y la amplitud de la señal portadora. Estos valores se determinan por la posición de cada símbolo en el diagrama de constelación.

Uso de Modulación en Fibra Óptica

La modulación utilizada en las comunicaciones por fibra óptica es la ASK. Este tipo de modulación solo se recomienda en transmisiones donde el canal de comunicación es muy resistente a las interferencias. En este contexto, la señal portadora es un impulso de luz.

Relación entre Bit Rate y Baud Rate

La relación entre el Bit Rate y el Baud Rate depende del número de bits por símbolo:

• A mayor número de bits por símbolo, menor es la relación entre el Bit Rate y el Baud Rate.
• Ejemplo: En una modulación con 6 bits por símbolo, el valor del Baud Rate será 1/6 del Bit Rate.

Bit Error Rate (BER)

El BER (Bit Error Rate) es el parámetro fundamental que determina la calidad de la señal demodulada en los sistemas de transmisión digital.

Ventajas de la Televisión Digital Terrestre (TDT)

• La calidad de las imágenes es comparable a la de un DVD.
• La señal es muy inmune a interferencias.

Diferencias Clave entre Señal Analógica y Digital

• Señal Analógica: Posee valores continuos.
• Señal Digital: Posee valores discretos.