¿Por qué la transmisión digital es más robusta que la analógica?

Porque los dispositivos de retransmisión reconocen y regeneran las señales digitales, evitando que el ruido y las distorsiones se propaguen y se amplifiquen. Además, los protocolos digitales incorporan mecanismos de detección y corrección de errores.

¿Cuántos valores se pueden codificar con PCM de 8 bits?

Con 8 bits se pueden codificar 256 valores posibles. El primer bit indica la polaridad y los otros siete determinan el valor de la muestra.

¿Qué mide la tasa de bits erróneos (BER)?

La BER mide la cantidad de errores de una señal como la fracción de bits erróneos sobre el total de bits transmitidos.

Transmisión digital vs analógica: ventajas, errores y distorsiones

Resumen

El documento compara la transmisión digital con la analógica, explicando por qué la digital resiste mejor el ruido y la degradación de la señal. Describe los inconvenientes de la voz digitalizada, los errores típicos de la transmisión analógica (atenuación, desadaptación de impedancias y diafonía) y la codificación PCM. También trata los errores de la señal digital, como el ruido, la distorsión intersímbolos y el jitter.

Puntos clave

Los amplificadores analógicos también amplifican el ruido y las distorsiones, mientras que las señales digitales se regeneran en los repetidores.
Las señales digitales son más fáciles de almacenar y procesar, y los protocolos digitales incluyen detección y corrección de errores.
La transmisión digital de voz requiere más ancho de banda que la analógica.
En la transmisión analógica, los errores típicos son la atenuación, la desadaptación de impedancias y la diafonía.
La codificación PCM toma muestras de la señal y las representa con palabras de 8 bits, lo que permite 256 valores posibles.
La distorsión intersímbolos y el jitter son factores que limitan la velocidad de transmisión digital, y la tasa de bits erróneos (BER) mide la proporción de bits con error.

Ponte a prueba

Ventajas de la Transmisión Digital

Los amplificadores analógicos simplemente toman la señal de entrada e incrementan su potencia. Al hacerlo, las distorsiones y los ruidos incorporados a la señal también se ven amplificados. Las señales digitales son recibidas y reconocidas por los dispositivos de retransmisión que las vuelven a generar, evitando de este modo la propagación del ruido y las distorsiones.

Las señales digitales son más fáciles de almacenar y procesar que las analógicas. Los protocolos de transmisión digital definen mecanismos de detección y corrección de errores, que hacen más fiable la transmisión de la información. Los equipos digitales consumen menos potencia y son más pequeños que sus equivalentes analógicos.

Inconvenientes de la Transmisión Digital de Voz

Las señales digitales requieren un mayor ancho de banda para la transmisión que las analógicas. Antes de transmitirse por la línea telefónica, la señal acústica debe convertirse en digital; posteriormente, del lado del receptor, es preciso convertir de nuevo la señal digital en analógica.

Errores y Distorsiones en la Transmisión Analógica

En la transmisión analógica pueden presentarse diversos errores y distorsiones:

Atenuación: Es una distorsión de la señal proporcional a la longitud del cable. Consiste en la pérdida de intensidad de la señal, que debe compensarse con bobinas de carga y otros dispositivos.
Desadaptación de impedancias: Procede del hecho de que la impedancia de la línea telefónica no se mantiene constante, sino que varía con la frecuencia. Las consecuencias pueden ser la pérdida de potencia, reflexiones de señal, ecos, inestabilidades en los amplificadores, etc. Todo ello puede llegar a distorsionar la señal haciendo imposible la comunicación.
Diafonía: Consiste en el acoplamiento de las señales transmitidas por dos circuitos telefónicos cercanos. La señal de uno de los circuitos aparece en el otro, lo que hace que en una línea pueda llegar a escucharse la conversación telefónica que se está transmitiendo por otra.

Codificación Digital de la Voz

La codificación digital de la voz implica varios pasos:

El muestreo: Consiste en la medida del nivel de la señal a intervalos regulares y la conversión de este valor en un número binario.
La técnica de codificación empleada se denomina Modulación por Impulsos Codificados (PCM). Las muestras de la señal se codifican mediante una secuencia o palabra de ocho bits, en la que el primero indica la polaridad y con los otros siete se determina el valor de la misma. Con estos ocho bits se pueden codificar 256 posibles valores.

Errores y Distorsiones en la Señal Digital

Aunque la transmisión digital es más robusta, también puede sufrir errores y distorsiones:

Ruido: Afecta tanto a las señales analógicas como a las digitales. La ventaja de estas últimas es que el ruido puede eliminarse más fácilmente que en el caso de las señales analógicas. El ruido puede provocar que la información transmitida por la señal digital se degrade y el receptor no sea capaz de interpretarla.
Las señales de las líneas telefónicas son senoidales. La forma cuadrada de la señal digital se obtiene mediante la combinación de cierto número de señales senoidales de diversas frecuencias. La aproximación de la señal real a la señal teórica cuadrada será tanto mayor cuanto más elevado sea el ancho de banda del canal. Cuando el ancho de banda es limitado, el impulso transmitido se recibe con unas colas anterior y posterior; a esto se le llama distorsión intersímbolos, y es uno de los factores limitantes de la velocidad de transmisión en los sistemas digitales.
Fluctuación (Jitter): Es una variación de los frentes anterior y posterior del impulso con relación a la posición que deberían ocupar teóricamente en el mismo tiempo.

La cantidad de errores que contiene una señal se cuantifica mediante la tasa de bits erróneos (BER), como la fracción de bits erróneos del total de bits transmitidos.