Guia completa de telecomunicacions: Del telèfon al GPS

Comunicació

Elements bàsics

• Emissor
• Canal de transmissió (mitjà físic on es transmet la informació)
• Receptor
• Codi de comunicació (símbols i regles per construir el missatge)

(Les interferències dificulten la transmissió de la informació)

Telecomunicació

Tipus de canals

• Cable de coure
  • Conductor d'electricitat (pulsos elèctrics, variant tensió i intensitat)
  • Dispositiu emissor: adequa el senyal elèctric per ser portador d'informació
  • Dispositiu receptor: desxifra el senyal elèctric
  (telefonia fixa i ADSL)
• Fibra òptica
  • Conductor de llum (impulsos de llum a alta velocitat, variant la intensitat)
  (televisió per cable, internet)
• Ones electromagnètiques
  • Viatgen per l'atmosfera i l'espai sense cables
  • La informació s'incorpora variant paràmetres de l'ona
  (wifi, ràdio)

Senyal analògic

• Infinits valors que poden variar de manera contínua al llarg del temps
• (llum, so,...) Poc utilitzat en telecomunicacions actuals
• Desavantatges: el senyal es degrada amb la distància, és sensible a interferències electromagnètiques, canal limitat

Senyal digital

• Dos estats: nivell alt o baix
• Representats amb dígits 0 i 1 (per a més informació, s'han de combinar)
• (Exemple: bombeta)
• Mínima informació digital: bit (binary digit)
• Avantatges: menys sensible a interferències, menys degradació amb la distància, més informació transferible pel canal

Convertidor analògic-digital: converteix dades analògiques a digitals (per a la seva transmissió)

Convertidor digital-analògic: converteix dades digitals a analògiques per obtenir el senyal original

Velocitat de transmissió digital: característica que valora l'eficiència. Es mesura en bits per segon o bps

Telèfon

Micròfon: membrana metàl·lica (diafragma)

1. Les ones sonores arriben al diafragma i fan que vibri
2. Aquest moviment fa que el corrent elèctric que el travessa també vibri de la mateixa manera (mateixa freqüència)
3. (vibració de l'aire - vibració elèctrica)

Auricular:

1. Les vibracions elèctriques activen un electroimant
2. L'electroimant atrau o repel·leix un imant segons les vibracions del corrent elèctric (mateixa freqüència)
3. El diafragma està unit a l'electroimant i també vibra
4. L'aire davant del diafragma vibra
5. Aquest moviment de l'aire genera ones sonores

Ràdio

Utilitza ones electromagnètiques (ones radioelèctriques) per transmetre el missatge, que se sobreposa a l'ona (modulació)

Tipus de modulació

• Modulació d'amplitud (AM): el so modifica l'amplitud de l'ona, la freqüència es manté fixa
• Modulació de freqüència (FM): el so modifica la freqüència de l'ona, l'amplitud es manté fixa

// Amplitud: alçada de l'ona (volum)

// Freqüència: nombre de cicles per segon

Procés de transmissió

Centre emissor: converteix el missatge d'ones sonores a ones de ràdio

1. El micròfon recull les ones sonores
2. Un oscil·lador genera les ones portadores
3. Un modulador integra el missatge a l'ona portadora
4. L'antena emet l'ona de ràdio

Receptor: capta les ones i les converteix en so

1. Un desmodulador separa l'ona portadora per obtenir el so original
2. El senyal s'amplifica i s'emet per l'altaveu

Televisió

També utilitza ones radioelèctriques

1. La imatge es capta amb càmeres que transformen la intensitat de llum i color en impulsos elèctrics digitals
2. El so es capta juntament amb la imatge
3. La imatge i el so es comprimeixen en format digital
4. Es modula una ona portadora amb la tècnica digital TDT (televisió digital terrestre)
5. L'antena receptora capta el senyal
6. El senyal es descodifica en so i imatge, i s'envien als circuits de tractament específics

Maneres de transmissió del senyal de televisió

• Transmissió convencional (antena que emet el senyal per ones electromagnètiques)
• Transmissió per cable (el senyal viatja per cables de fibra òptica fins a les llars, on es descodifica)
• Transmissió per satèl·lit (el senyal s'emet per satèl·lit i es rep amb una antena parabòlica)

Telefonia mòbil

Utilitza ones de ràdio

1. El territori es divideix en cel·les, cadascuna atesa per una emissora de ràdio
2. Quan es fa una trucada, el senyal es desplaça fins al centre de transmissió de la cel·la més proper (CTC)
3. El CTC està connectat a un centre de telefonia mòbil (CTM), on el senyal s'introdueix a la xarxa telefònica cablejada i l'enllaç funciona com un telèfon normal

El senyal s'envia al CTC més proper, arriba al CTM i, si es tracta d'un telèfon fix, es deriva a les xarxes telefòniques cablejades. Si és un telèfon mòbil, s'envia al CTC més proper al receptor per establir la comunicació.

GPS

• Permet saber la posició en qualsevol punt del planeta
• Utilitza 30 satèl·lits artificials (24 operatius) que orbiten a 20.000 km d'altura
• Aquests satèl·lits emeten constantment un senyal de ràdio a la Terra, que es fa servir per calcular la posició
• Es necessita connexió amb un mínim de 3 satèl·lits per determinar la ubicació
• És propietat dels Estats Units

Funcionament

• Amb el senyal de 3 satèl·lits es pot calcular la longitud i latitud, i amb 4 satèl·lits es pot determinar l'altura sobre el nivell del mar
• Cada satèl·lit envia informació sobre la seva posició, data i hora
• Calculant el temps que triga a arribar el senyal, es pot determinar la distància al satèl·lit
• Cada satèl·lit emet un senyal diferent que és processat pel receptor GPS
• Des de qualsevol punt de la Terra es poden veure almenys 8 satèl·lits alhora