Fundamentos de la Distorsión por Retardo y el Ruido en Sistemas de Transmisión

Distorsión por Retardo

La distorsión por retardo consiste en la deformación de la señal, producida normalmente porque el canal se comporta de modo distinto en cada frecuencia, siendo producto de una falta de linealidad.

• En medios guiados: La velocidad de propagación varía con la frecuencia, de forma que es mayor cerca de las frecuencias centrales.
• En medios no guiados: La señal puede llegar al receptor por múltiples caminos debido a la reflexión en obstáculos.

Por tanto, las señales se van deformando durante su propagación; esto conlleva que distintos componentes de frecuencia de una señal lleguen en distintos instantes, existiendo una diferencia de fase entre las señales reflejadas. Este fenómeno es crítico para las transmisiones digitales, al provocar interferencias entre símbolos.

Ruido en los Sistemas de Transmisión

El ruido es una señal no deseada que se suma a la señal original. Esta señal es posiblemente de origen desconocido y de naturaleza aleatoria. Los propios componentes físicos de cualquier canal o dispositivo de transmisión generan ruido eléctrico.

La relación señal/ruido (SNR) es especialmente importante en la transmisión de datos y, junto al ancho de banda, determinará la máxima transferencia de información en bits/segundo por un canal de transmisión.

Tipos de Ruido

• Térmico o ruido blanco: Es debido a la agitación térmica de los electrones. La agitación está uniformemente distribuida.
• Intermodulación: Es el resultado de la mezcla de dos o más señales de distintas frecuencias, creando nuevas señales.
• Diafonía: Provoca un par conductor en otro par cercano. Cuando la diafonía es cercana al extremo, se produce un acoplamiento que tiene lugar cuando la señal a transmitir entra en el cable y retorna a través del otro par conductor en el mismo extremo del enlace.
• Impulsivo: Son impulsos relativamente estrechos de gran amplitud que se presentan generalmente de forma irregular o en ráfagas, que raramente superan un segundo de duración. Son de corta duración, pero su efecto depende de la velocidad. El ruido impulsivo se produce por defectos en tomas de tierra de las centrales o montajes defectuosos.

Fórmulas Fundamentales

• Relación Señal-Ruido (dB): SNR_dB = 10 * log₁₀(SNR)
• Capacidad de Shannon: C = B * log₂(1 + SNR) bits/seg (bps)
• Capacidad de Nyquist: C = 2 * B * log₂M