Introducción a las Telecomunicaciones: Elementos, Señales y Tipos de Transmisión

1. Introducción a las Telecomunicaciones

Las telecomunicaciones y su importancia en la vida moderna

Una empresa sin la buena utilización de las Tecnologías de la Información y Comunicaciones (TIC), o telecomunicaciones, aun cuando pueda tener la excelente línea de estrategia propia, representada en un buen producto o la buena presencia en el mercado, camina de modo equívoco y su horizonte es oscuro, a pesar del prometedor presente que pueda disponer.

Las tecnologías TIC, en las que las telecomunicaciones juegan el papel conductor, son, en todo caso, herramientas y, como tales, medios y aplicaciones al uso del usuario. Las tecnologías surgidas son herramientas puestas para cubrir necesidades y generar nuevas perspectivas, potenciando el desarrollo de las empresas, sus entornos, generando nuevos mercados y evolucionando a nuevos negocios.

Es evidente que los campos de actividad para las telecomunicaciones son innumerables e incluso podríamos decir, sin ningún riesgo a equivocarnos, que no existe campo donde las tecnologías que nos ocupan no sean determinantes en la actividad. Esto representa, sin duda, mayor implantación de tecnologías.

Las telecomunicaciones significan, para la empresa, comunicación, actualización y, en definitiva, progreso.

La empresa se enfrenta al reto de satisfacer y agilizar las soluciones internas, dentro de la propia empresa, y satisfacer y agilizar las soluciones externas, con sus clientes y proveedores, dentro de las nuevas propuestas de comunicación y servicios. Comienzan pues a suceder la aparición de tecnologías que propician la solución a las necesidades, internas y externas, mencionadas.

No se trata de implementar la mejor tecnología, sino la más adecuada para los intereses de la empresa y la precisa, para solucionar las necesidades existentes.

Elementos de un sistema de comunicación

Comunicación

Etimológicamente, la palabra comunicación deriva del latín “commûnicâre”, que puede traducirse como “poner en común, compartir algo”.

Se entiende por comunicación el éxito de que un determinado mensaje originado en el punto A llegue a otro punto determinado B, distante del anterior en el espacio o en el tiempo. La comunicación implica la transmisión de una determinada información. La información, como la comunicación, supone un proceso cuyos elementos aparecen en el mismo son:

• Mensaje: es la información a comunicar. Puede ser en forma de texto, número, audio o gráficos.
• Emisor: dispositivo que envía los datos del mensaje. Por ejemplo, una computadora, cámara o un teléfono.
• Receptor: dispositivo que recibe el mensaje. Computadora, monitor.
• Medio: es el camino físico por el cual viaja el mensaje. Algunos son el cable par trenzado, cable coaxial, fibra óptica, láser y microondas.
• Protocolo: conjunto de reglas que permiten la transmisión de datos. Representa un acuerdo entre los dispositivos.

Unidades y medidas

La observación de un fenómeno es en general incompleta a partir de la cual se obtiene información cuantitativa. Para obtener dicha información se requiere la medición de la propiedad física. Así, la medición constituye la buena parte de la rutina experimental.

La medición es la técnica por medio de la cual asignamos un número a la propiedad física, como resultado de la comparación de dicha propiedad con otra similar tomada como patrón, la cual se ha adoptado como unidad.

Las señales y sus clasificaciones

Generalmente, la información que utiliza la persona o la aplicación no está en un formato que se pueda transmitir por la red. Si, por ejemplo, se desea transmitir la imagen, se puede hacer a través de la descripción codificada de dicha imagen, para crear un flujo de unos y ceros que le indique al dispositivo receptor cómo reconstruir la información en imagen.

Pero incluso los unos y los ceros no pueden ser enviados a través de los enlaces de la red. Deben ser convertidos posteriormente a un formato aceptable para el medio de transmisión. El medio de transmisión funciona conduciendo energía a través de un camino físico. Por tanto, el flujo de datos de unos y ceros debe ser convertido a energía en forma de señales electromagnéticas.

Señal

Las señales se representan sobre un par de ejes perpendiculares. El eje vertical representa el valor o potencia de la señal y el eje horizontal el tiempo.

Las ondas se pueden definir completamente mediante 3 características:

• Amplitud
• Periodo o frecuencia
• Fase

Amplitud

Es el valor de la señal en cualquier punto de la onda (la altura en el gráfico). Se mide en voltios, amperios o vatios dependiendo del tipo de señal.

Periodo y frecuencia

El periodo se refiere a la cantidad de tiempo que necesita la señal para completar un ciclo. La duración de un periodo se representa por T.

La frecuencia indica el número de periodos en un segundo. La frecuencia es la velocidad de cambio respecto al tiempo. Los cambios en un espacio de tiempo corto indican frecuencia alta. Los cambios en un gran espacio de tiempo indican frecuencia baja.

Fase

Describe la posición de la onda relativa al instante de tiempo 0. Si se piensa en la onda como algo que se pueda desplazar hacia delante o hacia atrás a lo largo del eje del tiempo, la fase describe la magnitud de su desplazamiento. Indica el estado del primer ciclo.

1.4.1 Señales periódicas y aperiódicas

Señales periódicas

Una señal es periódica si completa un patrón dentro de un marco de tiempo medible denominado periodo (expresado en segundos). Cuando se completa un patrón entero se dice que se ha completado un ciclo.

Señales aperiódicas

Cambia constantemente sin exhibir ningún patrón o ciclo que se repita en el tiempo.

Aunque se ha demostrado que mediante la transformación de Fourier cualquier señal aperiódica puede ser transformada en un número infinito de señales periódicas.

1.4.2 Señales determinísticas y aleatorias

Una señal determinística es la señal en la cual cada valor está fijo y puede ser determinado por la expresión matemática, regla o tabla. Los valores futuros de esta señal pueden ser calculados usando sus valores anteriores teniendo la confianza completa en los resultados.

Las señales aleatorias son impredecibles en cuanto a su contenido de frecuencia y a su nivel de amplitud, pero tienen características estadísticas relativamente uniformes sobre el tiempo.

Ejemplos de señales aleatorias son la lluvia cayendo en un tejado, el ruido de un motor a reacción y la turbulencia en los patrones de flujo de una bomba.

En la señal determinística no hay incertidumbre con respecto al valor de la señal en cualquier instante de tiempo, mientras que en la señal aleatoria existe incertidumbre sobre el valor que tomará la señal (previo a su ocurrencia).

1.4.3 Señales de energía y de potencia

Una señal es de energía si y sólo si tiene la energía positiva y finita en todo el tiempo.

Una señal es de potencia si y sólo si tiene la potencia positiva y finita en todo el tiempo.

Regla general: las señales periódicas y aleatorias son de potencia. Las señales determinísticas y aperiódicas son de energía.

1.4.4 Señales analógicas y digitales

Una señal analógica simple, o la onda senoidal, es la forma de onda continua que cambia suavemente en el tiempo. Por el contrario, la señal digital es discreta, sólo puede tomar un número definido de valores, a menudo tan simples como ceros y unos. La transición entre los valores de la señal digital es instantánea, como la luz que se enciende y se apaga.