Sistemes de Comunicació, Xarxes i Internet: Guia Completa

Sistemes de Comunicació Essencials

Un sistema de comunicació es compon de diversos elements clau:

• Emissor: Envia el missatge.
• Canal: Mitjà de transmissió.
• Receptor: Rep el missatge.

Elements Clau de la Comunicació

• Missatge

  És la informació que es vol transmetre (so, imatge, dades, etc.) i que l'emissor envia per arribar al receptor.

• Canal

  És el mitjà pel qual es transmet el missatge (ex: veu, correu electrònic).

• Codi

  És el sistema de símbols i regles utilitzat per codificar i descodificar el missatge. Per exemple, el llenguatge o els emoticones.

• Context

  La situació o circumstàncies en què té lloc la comunicació.

Tipus de Comunicació

• Amb fil: Utilitza cables elèctrics o fibra òptica.
• Sense fil: Utilitza ones electromagnètiques (ràdio, Wi-Fi, mòbil, etc.).

L'Espai Radioelèctric

És la part de l'espectre electromagnètic utilitzada per a les comunicacions.

• Cada servei té una freqüència pròpia per evitar interferències.

Fonaments de la Telefonia

• Telefonia fixa: La veu es converteix en senyal elèctric i es transmet per cable.
• Telefonia mòbil: La veu es converteix en senyal de ràdio i es transmet mitjançant antenes.
  • Les zones de cobertura es coneixen com a cèl·lules.
  • El canvi de cèl·lula es realitza mitjançant un traspàs automàtic.

Com Funciona la Ràdio

• Emissora: El so es converteix en senyal elèctric, es modula i es transmet en forma d'ones.
• Receptor: Selecciona la freqüència, desmodula el senyal i el converteix de nou en so.

Principis de la Televisió

• Combina so i imatge.
• Les imatges es componen de píxels RGB.
• La transmissió pot ser per ones o per cable (TDT = digital, amb millor qualitat).

Tecnologies Sense Fil

Aquestes tecnologies utilitzen ones electromagnètiques per a la transmissió.

Exemples:

• Ràdio AM/FM
• TV VHF / per satèl·lit
• GPS
• Bluetooth
• Mòbil
• Wi-Fi

GPS: Sistema de Posicionament Global

Què és el GPS?

El GPS és un sistema de navegació basat en una xarxa de satèl·lits que permet conèixer amb gran precisió la posició en què ens trobem.

Origen del GPS

Va ser creat pels Estats Units amb finalitats militars, però actualment té molts usos civils. Europa, Rússia i la Xina també disposen dels seus propis sistemes de satèl·lits equivalents.

Com Funciona el GPS?

1. Els satèl·lits tenen rellotges atòmics molt precisos.
2. Envien contínuament la seva posició i l'hora exacta.
3. El receptor GPS capta senyals d'almenys 4 satèl·lits.
4. Com més lluny està un satèl·lit, més triga a arribar el senyal.
5. El receptor calcula la distància a cada satèl·lit i la seva pròpia posició.
6. Utilitza la velocitat del senyal (3 × 10⁵ km/s) i la diferència de temps entre els senyals.

Precisió del GPS

La precisió pot variar entre diversos metres o diversos centímetres, depenent dels satèl·lits, els receptors i els mètodes de càlcul utilitzats.

La Relativitat i el GPS

Els càlculs del GPS tenen en compte la teoria de la relativitat d'Einstein. Els satèl·lits es mouen molt ràpid, i això afecta la percepció del temps. Si no es tingués en compte, hi hauria errors grans en la posició.

Estacions Terrestres del GPS

Les estacions terrestres utilitzen radar per comprovar que els satèl·lits es troben on correspon, garantint així que els càlculs siguin correctes.

Aplicacions del GPS

• Navegació terrestre i marítima
• Topografia, geodèsia i cartografia
• Agricultura de precisió
• Gestió de flotes de transport
• Esports i activitats a l'aire lliure
• Cerca i rescat
• Guiatge de míssils i projectils

Xarxes de Màquines: Conceptes Bàsics

Què és una Xarxa?

Una xarxa és un conjunt de dispositius connectats entre si que serveix per compartir recursos:

• Informació: S'emmagatzema en un ordinador i els altres hi accedeixen.
• Missatges: Suporten diferents tipus de continguts.
• Recursos físics: Impressores, espais d'emmagatzematge, etc.
• Programari: Es pot executar des d'un servidor, reduint costos.

Mitjans de Transmissió en Xarxes

Amb fils

• Cables de parell trenat (UTP)

  • Recomanats: categoria 5e o 6.
  • Formats per 8 fils de coure.
  • Connector: RJ-45.

• Cables de fibra òptica

  • Fets de vidre o polímer.
  • La llum viatja dins del fil per reflexió interna total.

Sense fils

• Utilitza ones electromagnètiques.
• Permet transmetre dades a alta velocitat.

Elements d'Interconnexió de Xarxes

Equips Necessaris

Ordinadors, tauletes, mòbils, etc., necessiten una targeta de xarxa per connectar-se.

Dispositius de Xarxa

• Concentradors

  • Hub: Envia les dades a totes les sortides (menys segur i eficient).
  • Switch (commutador): Envia les dades només a la sortida correcta (més segur i ràpid).

• Encaminadors (Routers)

  Connecten la xarxa local (casa/oficina) amb Internet i actuen com a commutador intern.

  Configuració Domèstica d'un Router

  • Escriure la ruta d'accés al navegador (normalment indicada sota el dispositiu).
  • Introduir usuari i contrasenya (també a la part inferior del router).
  • Alguns models tenen dues interfícies: una senzilla i una per a usuaris avançats.

Internet: La Xarxa Mundial

Internet és una gran xarxa mundial formada per moltes xarxes de diferents tipus i mides connectades entre si. Totes funcionen amb les mateixes regles (protocols) per a poder comunicar-se.

Arquitectura d'Internet

Internet es basa en una estructura física dividida en 3 capes:

• Tier 1

  Xarxes principals que connecten continents. Totes estan interconnectades i tenen accés directe a qualsevol lloc d'Internet.

• Tier 2

  Xarxes regionals. No tenen accés directe a tot Internet, han de connectar-se a xarxes Tier 1.

• Tier 3

  Xarxes locals dels proveïdors d'accés a Internet (ISP). Donen accés als usuaris finals (cases i empreses).

També hi ha molts cables submarins que connecten continents i fan possible que Internet arribi a tot el món.

Tipus de Xarxes (segons abast)

• LAN (Local Area Network)

  Xarxa petita (fins a 500 m). S'usa en cases i oficines. Gestionada pels usuaris.

• MAN (Metropolitan Area Network)

  Xarxa mitjana (diversos km). Gestionada per companyies de telecomunicacions.

• WAN (Wide Area Network)

  Xarxa gran (nacional/internacional). Connecta moltes MAN. Mantinguda per consorcis i grans empreses.

Formes de Connexió a Internet

• Client-servidor

  El teu ordinador (client) demana informació a un servidor (un altre ordinador). Ex: Quan navegues per Internet o consultes la Viquipèdia.

• Peer to peer (P2P)

  Connexió directa entre dos ordinadors que intercanvien dades sense un servidor intermediari.

Nota Important

Qualsevol ordinador pot fer de servidor, però normalment s'utilitzen centres de dades, que tenen molts servidors professionals.