Fundamentos de Ondas, Frecuencias y Modulación Digital en Telecomunicaciones
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Parámetros Fundamentales de una Onda Electromagnética
Ciclo
Corresponde al segmento de la onda donde esta vuelve a repetir sus valores (incluye un semiciclo positivo y un semiciclo negativo).Periodo (T)
Corresponde al tiempo que tarda la onda en completar un ciclo. Se mide en segundos (s).Frecuencia (f)
Corresponde al número de ciclos que se completan por unidad de tiempo (generalmente por segundo). Se mide en Hertz (Hz).Amplitud
Es el máximo valor que puede tomar la señal periódica.Fase (φ)
Describe la posición relativa de la onda en un instante dado. Permite distinguir señales que, aunque tengan la misma frecuencia y amplitud, no están sincronizadas.Tipos de Señales y sus Características
Señal Discreta
Es aquella que toma un número finito de valores en el tiempo. Un ejemplo es una señal digital.Señal Continua
Señal que permanece definida en todo el rango de tiempo.Señal Discontinua
Señal donde existen discontinuidades o saltos en la función.Señal Analógica
Señal que puede tomar un número infinito de valores dentro de un rango de tiempo y amplitud determinado.Significado de Siglas Comunes en Telecomunicaciones
Modulaciones Analógicas
- AM (Amplitude Modulation)
- Modulación de Amplitud. La información modula la amplitud de la señal portadora.
- FM (Frequency Modulation)
- Modulación de Frecuencia. La información modula la frecuencia de la señal portadora.
- CW (Continuous Wave)
- Onda Continua. Es la señal portadora que se interrumpe según un código específico (puntos y rayas, Código Morse).
Modulaciones Digitales (Keying)
- ASK (Amplitude Shift Keying)
- Modulación por Desplazamiento de Amplitud.
- FSK (Frequency Shift Keying)
- Modulación por Desplazamiento de Frecuencia.
- PSK (Phase Shift Keying)
- Modulación por Desplazamiento de Fase.
- QAM (Quadrature Amplitude Modulation)
- Modulación de Amplitud en Cuadratura.
Otros Tipos y Bandas de Frecuencia
- RTTY (Radio Teletype)
- Radioteletipo. Es el envío de mensajes de texto mediante ondas electromagnéticas.
- VLF (Very Low Frequency)
- Frecuencia Muy Baja.
- HF (High Frequency)
- Alta Frecuencia.
- SHF (Super High Frequency)
- Frecuencia Súper Alta.
Preguntas Clave sobre Modulación
1. ¿Qué es Modular?
Modular es el proceso de modificar una característica (amplitud, frecuencia o fase) de una señal de alta frecuencia (portadora) en función de la información contenida en otra señal (moduladora). Existen modulaciones analógicas y digitales.
2. ¿En qué consiste la Modulación Digital?
La modulación digital utiliza una señal digital (datos) para modificar las características (amplitud, frecuencia o fase) de una portadora analógica. A diferencia de AM y FM (modulaciones analógicas), la modulación digital se enfoca en la transmisión de datos binarios.
La modulación digital se divide en varias clases, incluyendo:
- PSK (Phase Shift Keying): Codificación por cambio de fase.
- QAM (Quadrature Amplitude Modulation): En este caso se cambia la amplitud y la fase de la portadora según la señal digital que representa los datos.
Ventajas de la Modulación Digital:
- Inmunidad superior frente al ruido.
- Fácil de multiplicar (multiplexar).
- Permite codificado y encriptación de la información.
- Modulación y Demodulación eficientes mediante DSPs (Procesadores Digitales de Señal).
3. ¿Qué es Codificar y Cuál es su Propósito?
(Respuesta pendiente)
4. ¿Dónde se utiliza ASK?
La modulación por desplazamiento de amplitud (ASK) no suele emplearse aisladamente en sistemas complejos, pues presenta serios problemas de distorsión y de potencia. Normalmente, se utiliza en conjunción con la modulación de fase (dando lugar a QAM), aumentando así la eficacia del proceso de transmisión de datos. ASK simple es común en sistemas de baja velocidad y bajo costo, como la comunicación por fibra óptica o radiofrecuencia de corto alcance (ej. RFID).