Conceptos fundamentales de telecomunicaciones: ruido, propagación y radioenlaces

Resumen

El documento repasa conceptos básicos de telecomunicaciones: la intermodulación, los tipos de ruido eléctrico, la atenuación y las radiocomunicaciones. Explica los modos de propagación de las ondas radioeléctricas y la estructura de los radioenlaces, incluyendo los tipos de estaciones, de equipos según la modulación y su clasificación por capacidad.

Puntos clave

La intermodulación aparece cuando se introducen simultáneamente dos o más frecuencias y, por mezcla no lineal, surgen armónicos y frecuencias adicionales en la recepción.
El ruido eléctrico incluye el ruido térmico, el impulsivo y el de interferencia; la atenuación, en cambio, es predecible y compensable.
Las ondas radioeléctricas se propagan por onda de superficie, onda ionosférica (celeste) u onda espacial (directa).
Un radioenlace es un sistema punto a punto en el que una señal banda base modula una portadora que la antena radia al espacio.
Los radioenlaces VHF y UHF operan hasta 1 GHz, mientras que los de microondas operan por encima de 1 GHz.
Según su capacidad, los radioenlaces de pequeña capacidad van de 2 a 8 Mbps y los de gran capacidad de 34 a 140 Mbps.

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Intermodulación

La intermodulación ocurre cuando en un canal de comunicación se introducen simultáneamente dos o más frecuencias en el transmisor, y en la recepción, además de estas frecuencias originales, aparecen sus armónicos y otras frecuencias producto de la mezcla no lineal.

Perturbaciones en la Comunicación

Ruido Eléctrico

Se define como todas aquellas señales que el receptor recibe pero que no aportan ningún tipo de información útil destinada a él. Existen varios tipos:

Ruido térmico: Originado por el movimiento aleatorio de electrones en los componentes electrónicos.
Ruido impulsivo: Causado por sucesos externos y transitorios al medio de comunicación (ej. conmutaciones, descargas atmosféricas).
Ruido de interferencia: Aparición en la banda de trabajo de interferencias radioeléctricas procedentes de otros sistemas de comunicación o de fuentes naturales.

Atenuación

La atenuación es la pérdida de potencia de la señal al propagarse por el medio. No se considera una perturbación en el mismo sentido que el ruido, ya que su carácter no es aleatorio y puede predecirse y compensarse.

Radiocomunicaciones

Son las telecomunicaciones realizadas por medio de ondas radioeléctricas que se propagan por el espacio sin necesidad de un soporte físico guiado.

Antenas: Actúan como transductores, convirtiendo energía eléctrica (ondas de corriente) en campos electromagnéticos para la transmisión, y viceversa para la recepción.
Torre y conjunto de antenas: Estructuras (a menudo torres metálicas) que soportan las antenas (como varillas de longitud variada) y permiten orientarlas adecuadamente.

Propagación de Ondas Radioeléctricas

Existen diferentes modos en que las ondas se propagan:

Onda de superficie: Sigue la curvatura de la Tierra.
Onda ionosférica (u onda celeste): Se refleja en la ionosfera.
Onda espacial (o directa): Se propaga en línea recta entre antenas (incluye la onda reflejada en el suelo).

Radioenlaces

Un radioenlace es un sistema de comunicación punto a punto. Sus transmisores aceptan a su entrada una señal (banda base) que modula una portadora. Esta señal modulada se envía por una línea de alimentación a una antena, que la radia al espacio.

Radioenlaces en VHF y UHF: Operan con frecuencias de hasta 1 GHz.
Radioenlaces de microondas: Operan por encima de 1 GHz.

Tipos de Estaciones en Radioenlaces

Terminales: Inyectan (transmiten) y extraen (reciben) la señal banda base que se va a comunicar.
Repetidoras: Recogen la señal de radiofrecuencia (RF) de la estación anterior, la amplifican y la retransmiten hacia la siguiente estación.
Repetidoras con funciones de segregación: Permiten extraer o insertar canales específicos en un punto intermedio del enlace, compartiendo el medio de transmisión desde la terminal hasta la repetidora.

Tipos de Equipos (Según Modulación)

Modulación directa: La señal banda base modula directamente la portadora a la frecuencia final de emisión.
Modulación en frecuencia intermedia (FI): La banda base modula primero una portadora a una frecuencia intermedia, y luego esta señal se convierte a la frecuencia final de emisión.

Clasificación de Radioenlaces según Capacidad

De pequeña capacidad: Velocidades típicas de 2, 2x2 (4) y 8 Mbps, equivalentes a 30, 60 y 120 canales telefónicos (PCM).
De gran capacidad: Velocidades típicas de 34 y 140 Mbps, equivalentes a 480 y 1920 canales telefónicos (PCM).

Preguntas frecuentes

¿Qué es la intermodulación en telecomunicaciones?

Es el fenómeno que ocurre cuando se introducen simultáneamente dos o más frecuencias en el transmisor y, en la recepción, aparecen armónicos y otras frecuencias producto de la mezcla no lineal.

¿En qué se diferencia el ruido de la atenuación?

El ruido es una señal no deseada que recibe el receptor y no aporta información útil, mientras que la atenuación es la pérdida de potencia al propagarse la señal. La atenuación no es aleatoria y puede predecirse y compensarse.

¿Qué diferencia hay entre un radioenlace de VHF/UHF y uno de microondas?

Los radioenlaces en VHF y UHF operan con frecuencias de hasta 1 GHz, mientras que los de microondas operan por encima de 1 GHz.