Principios Fundamentales de la Transmisión de Señales y Medios de Comunicación en Redes

Canales y Medios de Transmisión

Un canal de comunicación es la vía empleada para que los mensajes lleguen desde el emisor hasta el receptor. Un medio de transmisión es un soporte físico sobre el que se puede crear uno o más canales de comunicación.

Clasificación de los Medios de Transmisión

• Medios Guiados: Son soportes físicos como conductores de cobre o fibra óptica (comunicación por cable).
• Medios No Guiados: Son medios como el aire o el vacío (comunicaciones inalámbricas).

Métodos de Establecimiento de Canales

Para establecer un canal de comunicación se recurre a dos métodos principales:

1. Enlaces Dedicados

Establecen un canal exclusivo entre dos interlocutores.

• Punto a Punto: Hay un solo comunicante a cada lado.
• Multipunto: Existen varios comunicantes en alguno de los dos extremos.

2. Redes Compartidas

Cada comunicante se acopla a un nodo de la red que le permite ponerse en contacto con los demás.

• De Difusión: El emisor transmite información a múltiples receptores (ejemplo: televisión).
• De Conmutación: Se establece temporalmente un canal mientras dura la comunicación.
  • De Circuitos: El recorrido es fijo (ejemplo: telefonía tradicional).
  • De Mensajes: Se trocea la información y se envía cada trozo por una ruta diferente de la red (ejemplo: Internet).

La Señal Eléctrica como Portadora de Información

Para transmitir cualquier información es necesario convertirla en señales eléctricas.

Tipos de Señales

• Señal Periódica Sinusoidal: Su forma se repite cíclicamente y se define por:
  • Amplitud: Valor máximo de la señal (medido en mV).
  • Periodo: Tiempo que dura un ciclo (medido en segundos, s).
  • Frecuencia: Ciclos por segundo (medido en Hertz, Hz).
• Señal Aleatoria: Su amplitud cambia de forma irregular a lo largo del tiempo (ejemplo: la voz humana).

Transmisión en Banda Base y Modulación

Cuando las señales se envían desde el emisor hasta el receptor sin cambios en su frecuencia, se trata de una transmisión en banda base.

Modulación de Señales Analógicas

La modulación implica la interacción de tres señales:

1. Señal Moduladora: Aporta la información.
2. Señal Portadora: Recibe una frecuencia más alta.
3. Señal Modulada: Será transmitida y demodulada en el receptor para recuperar la señal moduladora original.

• Modulación de Amplitud (AM): Cambia la amplitud de la señal portadora en función de las variaciones de la señal moduladora.
• Modulación de Frecuencia (FM): Cambia la frecuencia en función de la amplitud de la señal moduladora.

Modulación de Señales Digitales

Consiste en tomar muestras de la señal analógica, cuantificar cada muestra y codificar el valor de cada una en binario para que se pueda transmitir.

Medios de Transmisión Guiados

Cables Conductores de Cobre

En estos cables, las señales toman la forma de voltajes y corrientes eléctricas. Existen dos tipos principales:

• Cable Coaxial: Formado por un conjunto enfundado en una capa protectora que contiene un conductor central recubierto con un aislante y forrado con una malla metálica exterior.
• Cable de Pares: Formado por conjuntos de pares de cables agrupados por una cubierta exterior.

Fibras Ópticas

Las fibras ópticas sirven de guía para la luz. Ofrecen un gran ancho de banda de transmisión, baja atenuación de las señales, inmunidad al ruido, robustez y ligereza. Existen dos tipos:

• Monomodo: Tienen un diámetro del núcleo mucho menor que el revestimiento. Las señales apenas se distorsionan.
• Multimodo: Las señales tienen mayor distorsión y alcanzan distancias menores a 2 Km.

Medios de Transmisión No Guiados (Inalámbricos)

Ondas Electromagnéticas y Espectro Radioeléctrico

Una onda electromagnética es una combinación de dos campos de fuerzas oscilantes, uno eléctrico y otro magnético, que se propagan a la velocidad de la luz.

• Longitud de Onda: Se calcula como la velocidad de la luz dividida por la frecuencia de oscilación.

Dentro del espectro electromagnético hay distintas franjas de frecuencia. La que se emplea en telecomunicaciones se denomina espacio radioeléctrico (que incluye ondas de radio, microondas e infrarrojos).

Enlaces de Comunicaciones Inalámbricas

Se clasifican en tres tipos:

1. Proximidad: Comunicación en distancias cortas (ejemplo: Wi-Fi, mandos a distancia).
2. Terrestres: Comunican estaciones alejadas entre sí (ejemplo: televisión, radar).
3. Espaciales: Comunicaciones por satélite, que alcanzan millones de kilómetros (ejemplo: meteorología, telefonía).

Satélites y Tipos de Órbitas

Los satélites se clasifican según su órbita:

• Órbita Terrestre Baja (LEO): Órbitas bajas.
• Órbita Terrestre Media (MEO): Órbitas medias, en torno a los 10.000 Km.
• Órbita Elíptica Alta (HEO): Órbita inclinada muy elíptica que alcanza entre 50.000 y 5.000 Km.
• Órbita Geoestacionaria (GEO): A 36.000 Km, se mueven a la velocidad de rotación de la Tierra.

Aplicaciones de las Comunicaciones

Las comunicaciones tienen diversas aplicaciones:

• Telecomunicaciones y navegación.
• Posicionamiento y localización.
• Observación y meteorología.
• Cartografía e investigación.