Conceptos Fundamentales de Telecomunicaciones: Señales, Ruido y Ancho de Banda

Típicamente, un mensaje producido por una fuente no es de tipo eléctrico y se necesita un dispositivo, llamado transductor de entrada, para transformarlo en una señal eléctrica. Esta magnitud, que varía en el tiempo, representa el mensaje en forma eléctrica. En el otro extremo, otro transductor convertirá la señal de salida a la forma original en el destino. Un micrófono y un parlante son ejemplos de transductores de entrada y salida, respectivamente, en el caso de mensajes analógicos.

El transmisor acopla el mensaje en el canal en la forma de una señal transmitida y, a efectos de una transmisión eficiente, pueden realizarse varias operaciones de procesamiento de la señal.

Lo más común es la modulación, donde se adapta la señal transmitida a las propiedades del canal por medio del uso de una onda portadora.

El canal de transmisión o medio es la conexión eléctrica entre el transmisor y el receptor; puede ser un par de conductores, un cable coaxial, un radioenlace, una fibra óptica, etc.

El receptor extrae la señal deseada del canal y la entrega al transductor.

En el trayecto de transmisión de la señal ocurren ciertos efectos indeseables, los cuales aparecen como alteraciones de la forma de la señal. Estas contaminaciones, que se introducen en todo el sistema, por lo general se refieren al canal, considerando el transmisor y el receptor como ideales. Estas contaminaciones son principalmente la atenuación y el ruido (entre otros).

Tiempo y Frecuencia en Telecomunicaciones

La frecuencia es una magnitud objetiva y mensurable referida a formas de onda periódicas.

Su unidad de medida es el herzio (Hz). Para expresar una frecuencia, lo hacemos refiriéndonos a ciclos por segundo. Así, una frecuencia de 1 herzio es lo mismo que decir que el ciclo es de 1 segundo.

¿Qué es el Ancho de Banda?

Asociado a las señales electromagnéticas, existe un término denominado espectro de frecuencia, que no es más que un número que representa el rango de frecuencias, sin especificar cuáles son sus límites inferior y superior. El ancho de banda de una señal es el espacio que esta ocupa dentro del espectro de frecuencia (frecuencia más alta - frecuencia más baja), cuyo valor está íntimamente ligado a la cantidad de información que está dentro de sí. En el sentido de que a mayor cantidad de información, mayor será el ancho de banda, convirtiéndose esto en uno de los aspectos más importantes a tomar en cuenta en los sistemas de telecomunicaciones. En el mundo de datos, el ancho de banda define la capacidad que tiene un circuito o canal para transportar información (bits/segundo).

Señal Analógica y Digital

Una señal analógica es un tipo de señal donde la información está codificada en las diferencias de amplitud y frecuencia que esta maneja, pudiendo ser periódica o no periódica. Es claro que este tipo de señales son las que predominan en los sistemas de telecomunicaciones analógicos.

Las señales digitales son señales donde la información está codificada entre dos niveles fijos de tensión, también llamados niveles lógicos, y que son básicamente trenes de pulsos, siendo esta una característica de los sistemas digitales.

¿Qué es el Ruido?

En sentido amplio, el ruido es cualquier señal que se suma a la señal enviada. Este puede provenir de:

• Ruido térmico (aleatorio): ruido introducido en componentes electrónicos o el ambiente.
• Ruido impulsivo: causado, por ejemplo, por la operación de equipos electromecánicos (por ejemplo, relés).
• Crosstalk: señales que se cruzan de otro circuito.
• Ciertos tipos de distorsión inherentes a las técnicas de transmisión digital.