Las comunicaciones digitales están desplazando a las comunicaciones analógicas. Podemos nombrar a las transmisiones de radio AM y FM, la televisión y las líneas telefónicas de abonado. También la telefonía celular analógica está emigrando a la tecnología digital. Y la telefonía fija tradicional, analógica, poco a poco está comenzando a ser desplazada por la telefonía IP.
El resto de las comunicaciones son digitales. Enlaces satelitales, troncales telefónicas, redes de computadoras, Internet, telefonía celular, videoconferencia, telemetría y hasta los CDs de música que también almacenan la información en forma digital.
La característica principal de un sistema de comunicación digital es que, durante un intervalo de tiempo finito transmite una forma de onda preestablecida, tomada de un conjunto finito de formas de onda posibles. Esto contrasta con los sistemas de comunicaciones analógicos que transmiten una señal continua en el tiempo.
¿Por qué las comunicaciones van emigrando a los sistemas digitales?
- La facilidad con que se regeneran las señales digitales, comparadas con las analógicas.
- La forma de onda que envía un transmisor se va degradando a lo largo del canal de comunicación
Si un pulso digital que es distorsionado por el ruido y la alinealidad de la línea de transmisión es reconstruido al final de dicha línea o bien a través de un repetidor regenerativo intermedio. Si el sistema digital es binario es fácil reconstruir la forma de onda. Mucho más fácil que un sistema analógico que tiene una variación continua e infinitos valores posibles. De hecho estas señales no se pueden regenerar. Sólo se amplifican y se les filtra un poco el ruido, aunque éste sigue estando presente.
Una ventaja de los sistemas digitales es el menor costo de hardware y circuitería y la posibilidad de complementarlos con el uso de microprocesadores y otros sistemas digitales.
La desventaja que presentan los sistemas digitales frente a los analógicos es el requerimiento de un mayor ancho de banda, un recurso escaso y que no se puede derrochar.
Una ventaja de los sistemas digitales es el menor costo de hardware y circuitería y la posibilidad de complementarlos con el uso de microprocesadores y otros sistemas digitales.
La desventaja que presentan los sistemas digitales frente a los analógicos es el requerimiento de un mayor ancho de banda, un recurso escaso y que no se puede derrochar.
Modelo de un sistema de comunicación digital
El bloque Formateo convierte la información de la fuente en símbolos digitales. En este caso el formateo consistiría en la asignación de un número a cada caracter.
El bloque Codificación de Fuente remueve la información redundante. Esto es, información innecesaria que ocupa ancho de banda o bien reduce la velocidad de transmisión.
La encriptación protege al mensaje contra la intervención de usuarios no autorizados, codificándolo según algún tipo de algoritmo y mediante el uso de una clave.
La codificación de canal permite reducir la probabilidad de error.
El multiplexado permite la confluencia de señales provenientes de otras fuentes de manera tal de poder compartir el canal de comunicación.
La modulación permite transmitir la información en un espectro adecuado al canal de comunicación. La modulación es un requisito necesario para transmitir señales de radiofrecuencia a través del aire o del espacio.
La expansión de frecuencia o spread spectrum es una técnica que se aplica para ensanchar el espectro de la señal, de manera intencional, a fin de reducir las agresiones generadas por fuentes interferentes externas.
La expansión de frecuencia o spread spectrum es una técnica que se aplica para ensanchar el espectro de la señal, de manera intencional, a fin de reducir las agresiones generadas por fuentes interferentes externas.
En un sistema de transmisión bidireccional el modulador y el demodulador podrían estar en un mismo bloque.
Tal es el caso de la comunicación telefónica entre computadoras que se realiza utilizando un módem (MOdulador / DEModulador). Cuando una computadora transmite, entonces el módem modula. Cuando la computadora recibe, implica que el módem está demodulando.
El receptor deberá “luchar” contra fuentes de corrupción que deformarán la forma de onda de la información transmitida.
Tal es el caso de la comunicación telefónica entre computadoras que se realiza utilizando un módem (MOdulador / DEModulador). Cuando una computadora transmite, entonces el módem modula. Cuando la computadora recibe, implica que el módem está demodulando.
El receptor deberá “luchar” contra fuentes de corrupción que deformarán la forma de onda de la información transmitida.
Canales de comunicación
El canal de comunicación es el medio a través del cual se transmite la información.
Al canal muchas veces se lo define como un medio físico (aire, cable de cobre, fibra óptica, etc.). Al hablar de canal de comunicación se habla de todos los medios que intervienen en el soporte de la comunicación, incluyendo circuitos de conmutación, filtros, amplificadores, etc. Tal es el caso de los sistemas telefónicos.
Algunos de los canales o medios de comunicación más usados son:
Cable coaxial. Se trata de un cable con un conductor metálico centrado dentro de otro conductor que hace de malla. Entre ambos los separa un material dieléctrico. Tiene un ancho de banda relativamente grande, muy buena protección frente al ruido y requiere del uso de repetidores a distancias relativamente cortas.
Fibra óptica. Es un conductor de vidrio que consta de un núcleo recubierto por otra capa de vidrio. Este conductor transmite luz en el espectro no visible. Tiene un ancho de banda muy grande, con lo cual se puede transmitir información digital a grandes velocidades. Excelente inmunidad al ruido y baja atenuación.
Microondas. La comunicación se realiza a través del aire, entre dos antenas puestas cada una en un mástil, de una altura y distancia tal como para que cada una vea a la otra. La efectividad de la comunicación se ve afectada por las condiciones meteorológicas y por posibles obstáculos en la línea de visión de las antenas.
Satélite. Se usa un enlace de microondas entre una estación terrena (transmisor), un satélite geoestacionario y otra estación terrena (receptor). Permite cubrir grandes distancias a costos relativamente accesibles.
Terminología
Fuente de información: Es el dispositivo que genera la información a ser transmitida por el sistema de comunicación digital. La fuente de información puede ser analógica o discreta. La fuente analógica tiene una variación continua dentro de un determinado rango, mientras que la fuente de información discreta forma un conjunto finito de valores.
Mensaje de texto: es una secuencia de caracteres.
Caracter: es el miembro de un alfabeto o de un conjunto de símbolos.
Bit (Binary Digit): es la unidad mínima de información en un sistema de comunicación digital. Puede tomar dos estados, normalmente indicados por 0 y 1.
Bit stream (cadena o secuencia de bits): es una secuencia de unos y ceros (secuencia de bits).
Forma de onda digital: forma de onda de tensión o corriente (un pulso para la transmisión en banda base o una sinusoide modulada para transmisión en pasabanda) que representa un símbolo digital.
Caracter: es el miembro de un alfabeto o de un conjunto de símbolos.
Bit (Binary Digit): es la unidad mínima de información en un sistema de comunicación digital. Puede tomar dos estados, normalmente indicados por 0 y 1.
Bit stream (cadena o secuencia de bits): es una secuencia de unos y ceros (secuencia de bits).
Forma de onda digital: forma de onda de tensión o corriente (un pulso para la transmisión en banda base o una sinusoide modulada para transmisión en pasabanda) que representa un símbolo digital.
Normas en telecomunicaciones
Para no caer en el descontrol que generaría la falta de reglas para el desarrollo y fabricación de equipos, es que se adopta la utilización de normas. Las normas no sólo permiten que dos computadoras de diferentes marcas se puedan comunicar entre sí, sino que aumentan el número de productos que se ajustan a esas normas y por lo tanto hace más grande al mercado, más rápido el desarrollo de nuevas tecnologías y una
tendencia al abaratamiento de los costos.
Hay dos tipos de normas: de facto (de hecho) y de jure (por derecho). Las normas de hecho son las que surgen sin ningún plan formal. Por el contrario, las normas por derecho son formales, legales y son establecidos por alguna institución autorizada o reconocida.
tendencia al abaratamiento de los costos.
Hay dos tipos de normas: de facto (de hecho) y de jure (por derecho). Las normas de hecho son las que surgen sin ningún plan formal. Por el contrario, las normas por derecho son formales, legales y son establecidos por alguna institución autorizada o reconocida.
La ITU-T es el sector que se encarga de escribir las recomendaciones para el área de comunicaciones telefónicas y comunicación de datos.
La tarea de la ITU-T es establecer recomendaciones sobre telefonía, telegrafía e interfaces de comunicación de datos. Estas recomendaciones se convierten en normas reconocidas internacionalmente.
Otro organismo internacional que se encarga de crear normas es la ISO (International Organization for Standarization), surgida en 1948.
La ISO emite normas sobre una cantidad variada de temas, como ser características de los postes telefónicos, normas de calidad, fabricación de ropa, redes de pesca y muchos otros temas entre ellos obviamente las telecomunicaciones. Como veremos en otro capítulo, el modelo OSI (Open Systems Interconnection) para redes de computadoras fue normalizado por la ISO.
Otra organización importante en el mundo de las normalizaciones es el IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos), la mayor organización de profesionales del mundo. El IEEE tiene un grupo de normalización que desarrolla normas en el área de ingeniería eléctrica y computación.
La tarea de la ITU-T es establecer recomendaciones sobre telefonía, telegrafía e interfaces de comunicación de datos. Estas recomendaciones se convierten en normas reconocidas internacionalmente.
Otro organismo internacional que se encarga de crear normas es la ISO (International Organization for Standarization), surgida en 1948.
La ISO emite normas sobre una cantidad variada de temas, como ser características de los postes telefónicos, normas de calidad, fabricación de ropa, redes de pesca y muchos otros temas entre ellos obviamente las telecomunicaciones. Como veremos en otro capítulo, el modelo OSI (Open Systems Interconnection) para redes de computadoras fue normalizado por la ISO.
Otra organización importante en el mundo de las normalizaciones es el IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos), la mayor organización de profesionales del mundo. El IEEE tiene un grupo de normalización que desarrolla normas en el área de ingeniería eléctrica y computación.
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