Comunicaciones (Resumen)
Las telecomunicaciones son la transmisión a distancia de datos de información por
medio electrónicos y/o tecnológicos. Los datos de información son transportados a los
circuitos de telecomunicaciones mediante señales eléctricas.
El objetivo de un sistema de comunicaciones es transferir información entre dos o
más lugares, cuyo nombre común es estaciones. Esto se logra convirtiendo la información
original a la energía electromagnética, para transmitirla a una o más estaciones receptoras,
donde se reconvierte a su forma original.
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Transmisor: El transmisor se encarga de convertir la información o el mensaje en
una señal eléctrica o electromagnética que pueda transmitirse a través de un canal o
medio.
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Medios de transmisión (canal): es el medio a través del cual la señal modulada
viaja desde el transmisor hasta el receptor. Coaxial, fibra óptica, guía de onda,
espacio libre.
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Receptor: El receptor se encarga de recuperar la información o el mensaje original
a partir de la señal modulada recibida. El receptor suele incluir un demodulador que
separa la señal de información de la señal portadora y de otras señales o ruidos no
deseados.
Señal portadora: es una señal de alta frecuencia que se utiliza para transmitir una señal de
mensaje o señal moduladora. Suele ser una onda sinusoidal de frecuencia y amplitud fijas.
La señal portadora no transporta información útil, pero sirve de medio para transportar la
señal moduladora hasta el receptor.
Señal moduladora: es una señal de baja frecuencia que contiene la información o el
mensaje a transmitir. Es la señal que se utiliza para modular la señal portadora. La señal
moduladora puede ser una señal analógica o digital que transporta voz, música, vídeo o
datos.
Onda modulada: Es la señal de salida que resulta de la modulación de la señal portadora
por la señal moduladora. Es la señal que se transmite a través del canal o medio hasta el
receptor. La onda modulada contiene tanto la señal portadora como la señal moduladora,
que se combinan de forma que pueden recuperarse en el receptor mediante técnicas de
demodulación.
La modulación y la demodulación son dos procesos clave en los sistemas de
comunicación que se utilizan para transmitir y recibir señales de información a través de un
medio.
En resumen, la señal moduladora transporta la información que se va a transmitir,
mientras que la señal portadora sirve de medio para transmitir la señal modulada a través
de un canal de comunicación.
Modulación: La modulación es el proceso de variación de una o varias propiedades de una
señal de alta frecuencia denominada señal portadora, en función de la señal de información
o mensaje que contiene la información a transmitir. La modulación de la señal portadora
permite transmitir la señal de información a través de un medio que normalmente no
soportaría la señal de baja frecuencia.
Demodulación: es el proceso de extracción de la señal de información original a partir de la
señal modulada recibida en el extremo receptor de un sistema de comunicación. La
demodulación es esencialmente el proceso inverso de la modulación, en el que la señal
modulada se transforma de nuevo en la señal de información original.
Las dos consideraciones principales en el diseño de un sistema de comunicaciones
son las siguientes:
1. El rendimiento del sistema cuando el ruido lo distorsiona. La medición de
rendimiento en un sistema digital es la probabilidad de error en la señal de salida.
2. El ancho de banda del canal que se requiere para la transmisión de una señal de
comunicaciones
La modulación permite transmitir señales de información en una amplia gama de
frecuencias y distancias, mientras que la modulación permite recuperar la señal de
información original en el extremo receptor del sistema de comunicación.
Modulación ventajas
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Facilita la propagación de la señal de información por cable o por el aire
Ordena el radioespectro, distribuyendo canales a cada información distinta
Disminuye dimensiones de antenas
Optimiza el ancho de banda de cada camal
Evita interferencia entre canales
Protege a la información de las degradaciones por ruido
Define la calidad de la información transmitida
Espectro Electromagnético:
El espectro electromagnético se refiere a toda la gama de ondas electromagnéticas,
que son una forma de energía que viaja por el espacio a la velocidad de la luz. Las ondas
electromagnéticas se caracterizan por su longitud de onda y su frecuencia.
Ondas electromagnéticas
Una onda electromagnética es la propagación simultánea de los campos eléctricos y
magnéticos producidos por una carga eléctrica en movimiento.
Características:
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No necesitan medio para propagarse
Son tridimensionales
Son transversales
Frecuencias de transmisión
*Recordatorio*: La frecuencia no es más que la cantidad de veces que sucede en un
movimiento periodico
El espacio electromagnético de frecuencias total, va desde las subsonicas (pocos
hertz) hasta los rayos cósmicos. El espectro de frecuencias se subdivide en sub secciones o
bandas. Cada banda tiene un nombre y sus límites.
Longitud de onda
La longitud de onda es la
distancia que ocupa en el espacio un
ciclo de una onda electromagnética,
es decir, la distancia entre los puntos
correspondientes en una onda
repetitiva.
λ=
𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑝𝑎𝑔𝑎𝑐𝑖ó𝑛
𝑓𝑟𝑒𝑐𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎
Ancho de banda: el ancho de una señal de información no es más que la diferencia entre
las frecuencias máxima y mínima contenidas en la información. El ancho de banda de un
canal de comunicaciones debe ser suficientemente grande (ancho) para pasar toda la
información. Es decir, el ancho de banda del canal de comunicaciones debe ser igual o
mayor que el ancho de banda de la información.
Banda base: la banda base es generalmente utilizada para modular una portadora. Se
refiere a la banda de frecuencias producida por un transductor. Podemos decir que la banda
base describe el estado de la señal antes de la modulación y de la multiplexación y después
de la demultiplexacion y demodulacion.
Banda Canal: se refiere a una banda específica de frecuencias distribuidas para un servicio
en particular.
Capacidad de información: Es una medida de cuánta información se puede transferir a
través de un sistema de comunicaciones en determinado tiempo
La ley de Hartley
I: capacidad de información
B: ancho de banda del sistema (hertz)
t: tiempo de transmisión (segundos)
La capacidad de información es una función lineal. Si sube el doble el ancho de
banda, también se duplica la cantidad de información que puede transportar. Más compleja
la señal requerirá más amplitud de banda.
Ruido eléctrico
El ruido eléctrico se define como cualquier energía eléctrica no deseada presente en
la pasabanda útil de un circuito de comunicaciones. El ruido puede dividirse en dos
categorías generales:
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Correlacionado
No correlacionado
Relación señal a ruido
Relación señal a ruido es una relación matemática del nivel de la señal con respecto
al nivel de ruido en un punto dado del circuito.
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Relación de potencia:
𝑆/𝑁 = 10 𝐿𝑜𝑔(𝑃𝑠/𝑃𝑛)
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Relación del voltaje
𝑆/𝑁 = 20 𝐿𝑜𝑔(𝑉𝑠/𝑉𝑛)