Fundamentos de la Transmisión de Datos: Señales, Modulación y Tipos de Comunicación

Fundamentos de la Transmisión de Datos y Propagación de Señales

La transmisión de datos se produce mediante la alteración de una señal electromagnética para representar unos y ceros. Al movimiento de la señal por su camino de transmisión se le denomina propagación de la señal.

La señal se transmite en forma de una onda que representa el mensaje a través de los enlaces de comunicación desde una fuente a un destino.

Características Intrínsecas de las Señales

Una señal cualquiera viene definida por tres características fundamentales:

• Amplitud: Es el valor máximo de la señal en un intervalo. Se mide en voltios (V).
• Frecuencia: Es el número de veces que la señal se repite por segundo. Se mide en ciclos por segundo o Hertzios (Hz).
• Fase: Indica el intervalo de tiempo que va desde el instante inicial al primer punto donde la señal toma el valor 0. La fase se mide en radianes (rad) o en grados.

Ancho de Banda y Frecuencia de Corte

Es crucial distinguir entre el ancho de banda de la señal y el ancho de banda del canal:

• Ancho de banda de la señal: Se define como el rango de frecuencias máxima y mínima que la señal ocupa.
• Ancho de banda del canal: Es la diferencia entre las frecuencias máxima (Fmax) y mínima (Fmin) que el canal es capaz de transmitir (Fmax - Fmin).

La frecuencia de corte (en adelante, F) es, en algunos casos, una propiedad inherente del medio, y en otros, un filtro introducido artificialmente cuya finalidad es limitar el ancho de banda disponible para cada usuario.

Velocidad de Transmisión y Adecuación de Señal

Velocidad de Transmisión

Llamamos velocidad de transmisión al número de bits que se transmiten por unidad de tiempo, medida en bits por segundo (bps).

Modulación: Adaptación de la Señal al Canal

La modulación es la técnica empleada para la adecuación entre la señal y el canal. Consiste en utilizar las frecuencias en las que el canal proporciona la mejor respuesta.

Hay que hacer notar que la modulación no cambia la naturaleza de la señal, sino que simplemente la adecua al medio de transmisión.

Dispositivos de Modulación y Conversión

A partir de una señal moduladora (información) y una portadora (con las características deseadas), se obtiene una señal modulada (que posee la misma información que la moduladora pero con las características de la portadora).

• Un modulador es un dispositivo encargado de realizar la modulación.
• Un demodulador efectúa la operación inversa.
• Un transductor, sin embargo, sí produce una conversión en la naturaleza física del mensaje (por ejemplo, el terminal telefónico que convierte la señal acústica en eléctrica, y viceversa).

Tipos de Transmisión: Multiplexación

La multiplexación surge cuando se trata de transmitir, simultáneamente por un mismo canal, un conjunto de señales.

Los principales tipos de multiplexación son:

• Multiplexación por División de Frecuencia (FDM)
• Multiplexación por División de Tiempo Síncrona (TDM)
• Multiplexación por División en el Tiempo Estadística (TDME)

Transmisión Síncrona y Asíncrona

Transmisión Asíncrona

Se envían pequeños bloques de bits y se sincronizan al principio de cada bloque. La sincronía se restaura en cada bit de arranque (start bit).

Transmisión Síncrona

Los bits transmitidos se envían a ritmo constante. No se utilizan bits de start ni de stop.

Exige, además, una señal de reloj que marque la cadencia del envío a fin de sincronizar emisor y receptor.

Régimen de Explotación de Circuitos de Datos

Las comunicaciones se agrupan en tres grandes apartados dependiendo del régimen de explotación:

1. Comunicación Simplex

• Están perfectamente definidas las funciones del emisor y del receptor.
• La transmisión de datos siempre se efectúa en una dirección (de emisor a receptor). Es UNIDIRECCIONAL.
• La estación emisora transmite las señales a los receptores sin que haya posibilidad de que estos interactúen contra la estación emisora.
• Existe un único canal físico unidireccional.
• Ejemplo: La TV, una impresora.

2. Comunicación Semidúplex (Half-Duplex)

La comunicación puede ser BIDIRECCIONAL, pero el emisor y el receptor deben intercambiarse los papeles.

• La bidireccionalidad NO PUEDE SER SIMULTÁNEA.
• Cuando el emisor emite, el receptor recibe, y posteriormente el receptor puede transformarse en emisor si el antiguo emisor se convierte en receptor.
• Hay un único canal físico unidireccional (no a la vez en ambos sentidos).
• Ejemplo: Un Walkie-Talkie.