Fundamentos de la Transmisión de Datos: Contaminantes, Fibra Óptica y Arquitecturas de Red

Contaminantes de la Señal en Sistemas de Transmisión

Los contaminantes son elementos que modifican o degradan la señal transportada a través del medio de transmisión, afectando la integridad de la información.

Clasificación de los Contaminantes

• Distorsión: Alteración de la señal que se produce cuando el sistema actúa de diferente manera sobre las distintas componentes de la señal (amplitud, fase o frecuencia) en proporción desigual.
• Interferencia: Contaminación generada por señales externas, normalmente similares a la señal original.
  • Constructiva: La interferencia se superpone a la señal, aumentando su amplitud.
  • Destructiva: La interferencia forma una señal igual o de menor amplitud que la original, resultando en una atenuación.
• Diafonía (Crosstalk): Transferencia indeseada de energía desde una señal perturbadora a otra (perturbada), provocada normalmente por cables adyacentes poco separados.
• Ruido: Mezcla de la señal que se transmite con señales aleatorias de tipo eléctrico que deterioran la información enviada.

Tipos Específicos de Ruido

• Ruido Impulsivo: Perturbaciones de corta duración pero de amplitud considerable.
• Ruido Cósmico y Atmosférico: Originados por factores externos a la atmósfera y por fenómenos naturales como tormentas y descargas eléctricas.
• Ruido Térmico (Ruido Johnson-Nyquist): Producido debido a la agitación térmica de los electrones en el interior del conductor.
• Ruido de Cuantificación: Generado debido al rango finito de salida en el proceso de conversión analógico-digital de la señal.
• Intermodulación: Ocurre cuando distintas frecuencias comparten el mismo medio de transmisión, generando nuevas frecuencias no deseadas.

Fibra Óptica: Características y Tipos

La fibra óptica es una guía cilíndrica de sílice recubierta de un revestimiento (cladding) y ambas envueltas por una cubierta protectora. Una característica fundamental es que el índice de refracción del núcleo es mayor que el índice de refracción del revestimiento.

Clasificación de la Fibra Óptica

• Monomodo (Single-Mode): Diámetro del núcleo típicamente de 3 a 10 micrómetros (µm) y revestimiento de 125 µm. Permite la propagación de un único modo de luz.
• Multimodo (Multi-Mode): Diámetro del núcleo de 50 a 62.5 micrómetros (µm) y revestimiento de 125 µm. Permite la propagación de múltiples modos de luz.

Estructura y Control en Redes de Comunicación

Control Centralizado

En este esquema, todas las señales pasan por un único controlador. Este tipo de control es apropiado para sistemas no muy grandes ni complejos. Es fácil de mantener, pero su mayor inconveniente es que si el controlador principal falla, todo el sistema se detiene.

Control Distribuido

El control se reparte entre varios controladores, los cuales se intercambian mensajes entre ellos creando líneas de comunicación denominadas buses de campo. Este tipo de control ofrece una alta capacidad de expansión y es inherentemente más flexible y robusto.