Fundamentos de Señales y Transmisión de Datos: Digitalización, Fibra Óptica y Ruido

Conceptos Clave en Señales y Transmisión de Datos

Tipos de Señales

En el ámbito de las comunicaciones, distinguimos principalmente dos tipos de señales:

• Señal Analógica: Es una onda continua que cambia suavemente en el tiempo y toma un número infinito de valores dentro del rango que permite el medio de transmisión.
• Señal Digital: Es discreta, solo puede tomar un número finito de valores, normalmente 0 y 1.

Modos de Transmisión

Transmisión Asíncrona

La transmisión asíncrona tiene tres características fundamentales:

1. La unidad básica de transmisión es el carácter (1 byte).
2. Entre dos caracteres, es posible mantener la línea en reposo por un largo tiempo.
3. Cada byte se envía delimitado al comienzo por un bit de inicio y al final por un bit de paridad (P) y otro de fin, lo que deja la línea en estado de reposo.

Transmisión Síncrona

La transmisión síncrona hace posible transmitir datos y señales de reloj simultáneamente, lo que mejora el rendimiento de la transmisión al enviar más datos y menos bits de sincronización.

1. La unidad básica de transmisión es el bloque.
2. Dentro de cada bloque no hay separación entre bytes.
3. El emisor debe proporcionar una señal de reloj al receptor.

Digitalización: Conversión Analógica a Digital

La conversión analógica a digital, o digitalización, consiste en transformar datos analógicos en señales digitales, con el propósito de facilitar su procesamiento y obtener una señal digital menos susceptible a interferencias.

Pulsos PCM (Modulación por Codificación de Pulsos)

El proceso de Modulación por Codificación de Pulsos (PCM) implica varias etapas para la digitalización:

• Muestreo: Consiste en tomar muestras periódicas de la amplitud de la señal analógica.
• Retención: Las muestras tomadas han de ser almacenadas por un tiempo.
• Cuantificación: Se mide el nivel de voltaje de cada una de las muestras.
• Codificación: Consiste en traducir los valores obtenidos durante la cuantificación al código binario.

Tipos de Fibra Óptica Multimodo

Dentro de la fibra óptica multimodo, existen dos tipos principales:

• Multimodo de Índice Escalonado: La densidad del núcleo permanece constante. Esto provoca que algunos rayos incidan con un ángulo menor al crítico, generando mayor distorsión.
• Multimodo de Índice Gradual: La densidad del núcleo es variable. Esto provoca que el rayo refracte formando una curva, lo que resulta en una menor distorsión de la señal.

Ventajas de la Fibra Óptica

La fibra óptica ofrece múltiples beneficios en comparación con otros medios de transmisión:

• Tiene un ancho de banda mayor que el cobre.
• Presenta baja atenuación.
• No sufre interferencias por ondas electromagnéticas, ni tampoco las provoca.
• La fibra es más delgada y ligera que el cobre.
• No tiene fugas de señal.

Limitaciones de los Medios de Transmisión

A pesar de los avances, los medios de transmisión presentan ciertas limitaciones inherentes:

• Atenuación

  La atenuación es la pérdida de amplitud en la señal. Para recuperar la amplitud original, se usan repetidores en señales digitales y amplificadores en señales analógicas.

• Distorsión

  La distorsión es un cambio de forma en la señal.

• Ruido

  El ruido es la aparición de nuevas señales que no pertenecen a la transmisión. Existen varios tipos de ruido:

  • Ruido Térmico: Se debe a la agitación térmica de los electrones.
  • Ruido Inducido: Se debe a fuentes externas como motores o electrodomésticos.
  • Diafonía: Ocurre cuando dos cables están próximos y las señales de uno son recibidas por el otro.
  • Ruido Impulsivo: Consiste en pulsos aleatorios de bastante amplitud.