FUNDAMENTOS DE TELECOMUNICACIONES

Unidad 1.- Sistemas de comunicación

Los sistemas de comunicación son más que necesarios hoy en día, el mundo en el que actualmente habitamos se basa justamente en los principios de la comunicación; si analizamos los distintos avances tecnológicos que se fueron sucediendo a lo largo de la historia encontraremos que la mayoría de ellos están vinculados a la comunicación y a tornar la vida del hombre un poco más sencilla.

Podemos definir a una sistema de comunicación como un conjunto de dispositivos interconectados que realizan acciones las cuales permiten que las personas puedan comunicarse o conectarse entre sí; decimos que el sistema más antiguo tuvo lugar como oficina de correo, en donde se almacenaban, clasificaba y distribuían las cartas hacia sus destinos correspondientes. Esta fue la primera forma de comunicación material que, por su puesto, tuvo su avance hasta convertirse en lo que hoy conocemos como e-mail; comenzaron a hacerse presentes también los medios masivos de comunicación escrita: diarios y revistas, continuamos con los medios auditivos y audiovisuales.

Las tecnologías emergentes hicieron que el sistema de comunicación a través de la web sea hoy el más utilizado por todos los mortales: mails, chats, mensajes, correo de voz, telefonía IP, foros, etc; a través de una simple máquina, sentados en nuestros hogares, nos comunicamos a cualquier parte del mundo sin pagar un costo extra, por esto aseguramos que fue Internet el fenómeno que logró los avances más significativos en la comunicación.

1.1 Impacto de las Telecomunicaciones

En la Medicina :

1. Telediagnósis: Diagnóstico a distancia o diagnóstico remoto, es la técnica que mayor impacto causa, dadas las múltiples ventajas con se presenta y el amplio aprovechamiento de la tecnología. Consiste en evaluar o asistir en la evaluación médica de un paciente desde un centro hospitalario que se encuentre distante, haciendo uso de las telecomunicaciones para llevar a cabo esta acción. 2. Teleconferencia: Por medio de videoconferencia, es factible convocar una reunión de especialistas que estén en diferentes locaciones (sin limites geográficos), a fin de debatir diferentes situaciones, la única limitancia está en los recursos tecnológicos y de telecomunicaciones. En la medicina se usa para realizar reuniones médicas para obtener segundas opiniones. 3. Teleconsultas: Por medio de videoconferencia se puede llevar a cabo consultas medicas en tiempo real a zonas rurales o de difícil acceso. 4. Almacenamiento digital de datos o fichas médicas: Se pueden almacenar y tener acceso a las fichas médicas de los pacientes, las cuales pueden encontrarse en diferentes hospitales y así poder diagnosticarlo mas eficientemente. 5. Clases a distancia desde centros médicos (e-learning por medio de videoconferencia). Básicamente, la educación médica hace uso de las técnicas de videoconferencia, ya que de esta manera se saca mayor provecho a los recursos educativos y las experiencias presentadas en la exposición.

- En la Educación

1. Educación a Distancia: En zonas rurales se emplea este tipo de educación por medio de señales de televisión. 2. Internet: Los estudiantes pueden realizar consultas sobre cualquier tema en particular en las miles paginas de la red y así poder ampliar su conocimiento sobre dicho tema 3. Enseñanza Interactiva por radio: Son Programas de audio, los cuales se distribuyen a través de las señales de radio disponibles en el area. 4. Tele-educación: Consisten en programas que se transmiten por medio de la señal televisa a nivel nacional. 5. Bibliotecas Virtuales.

- En el Hogar:

1. Video-Llamada: Es posible comunicarse con otras persones por medio de voz y video, y poder ver a la persona con la que estés hablando. 2. Compra-Venta Internet: Permite adquirir productos desde cualquier parte del mundo sin salir de casa. 3. Entretenimiento: Podemos tener acceso a cualquier evento por medio de la televisión. 4. Internet: Nos da acceso a cualquier tipo de información o evento a través de la PC desde el hogar. 5. Seguridad: Puede conectarse a Internet y así poder monitorear todo lo que pasa en la casa desde cualquier lugar.

1.2 Componentes: Emisor receptor medios, codigos y protocolos

Para diversos expertos en la materia, la comunicación, es el traspaso de información, desde un emisor, mediante un mensaje, hacia un receptor. Proceso el cual, luego toma el sentido inverso. O sea, el receptor se vuelve emisor y así consecutivamente.

En la Teoría de la Comunicación podemos encontrar los elementos que integran un sistema de comunicaron son: Fuente o mensaje – Emisor – Medio o canal – Receptor.

Fuente o mensaje: La información que se transmite o más bien es la información que tratamos de transmitir, puede ser analógica o digital O Lo importante es que llegue íntegro y con fidelidad.

El Emisor: Aquel del que procede el mensaje, Es el que prepara la información para que pueda ser enviada por el canal, tanto en calidad (adecuación a la naturaleza del canal) como en cantidad (amplificando la señal).

El Medio: Es el elemento a través del cual se envía la información del emisor al receptor. Desgraciadamente el medio puede producir en la comunicación: distorsiones, (perdida de señal)- Ruido (interferencias).

Dos características importantes del medio son:

a) Velocidad de transmisión, se mide en bits por segundo.

b) Ancho de banda, que es el rango de frecuencias en el que opera la señal.

El Receptor: El que recibe o interpreta el mensaje. Tendrá que modular la señal, limpiarla y recuperar de nuevo el mensaje original.

Códigos: Idioma que utilizan el emisor y el receptor. Una comunicación utiliza un código, es decir, un conjunto de elementos que se combinan siguiendo ciertas reglas para dar a conocer algo. En este contexto, las sociedades humanas se caracterizan principalmente porque, valiéndose de unidades sonoras significativas, logran comunicarse a través del código más complejo: las lenguas humanas o códigos lingüísticos. El emisor y el receptor deben utilizar el mismo código para que la comunicación sea posible.

Protocolos: Los protocolos de comunicaciones definen las normas que posibilitan que se establezca una comunicación entre varios equipos o dispositivos, ya que estos equipos pueden ser diferentes entre sí. Un interfaz, sin embargo, es el encargado de la conexión física entre los equipos, definiendo las normas para las características eléctricas y mecánicas de la conexión.

1.3 Señales y su clasificacion Analogicas digitales, electricas y opticas

Señales analógicas. Es aquella que presenta una variación continua con el tiempo, que a una variación suficientemente significativa del tiempo le corresponderá una variación igualmente significativa del valor de la señal.

Las señales análogas se pueden percibir en todos los lugares, por ejemplo, la naturaleza posee un conjunto de estas señas como es la luz, la energía, el sonido, etc., estas son señales que varían constantemente. Un ejemplo muy práctico es cuando el arco iris se descompone lentamente y en forma continua. Cuando los valores del voltaje o la tensión tienden a variar en forma de corriente alterna se produce una señal eléctrica analógica.
En este caso se incrementa durante medio ciclo el valor de la señal con signo eléctrico positivo; y durante el siguiente medio ciclo, va disminuyendo con signo eléctrico negativo. Es desde este momento que se produce un trazado en forma de onda senoidal, ya que este da a lugar a partir del cambio constante de polaridad de positivo a negativo.

Una señal digital transmitida a través de una línea de comunicacion, como puede ser un cable, es simplemente una sucesión de impulsos eléctricos, que pueden interpretarse únicamente como valores altos (1) o valores bajos (0).

Una señal digital es aquella que presenta una variación discontinua con el tiempo y que sólo puede tomar ciertos valores discretos. Su forma característica es ampliamente conocida: la señal básica es una onda cuadrada (pulsos) y las representaciones se realizan en el dominio del tiempo. Sus parámetros son:

§  Altura de pulso (nivel eléctrico)

§  Duración (ancho de pulso)

§  Frecuencia de repetición (velocidad pulsos por segundo)

Las señales digitales no se producen en el mundo físico como tales, sino que son creadas por el hombre y tiene una técnica particular de tratamiento, y como dijimos anteriormente, la señal básica es una onda cuadrada, cuya representación se realiza necesariamente en el dominio del tiempo. La utilización de señales digitales para transmitir información se puede realizar de varios modos: el primero, en función del número de estados distintos que pueda tener. Si son dos los estados posibles, se dice que son binarias, si son tres, ternarias, si son cuatro, cuaternarias y así sucesivamente. Los modos se representan por grupos de unos y de ceros, siendo, por tanto, lo que se denomina el contenido lógico de información de la señal. La segunda posibilidad es en cuanto a su naturaleza eléctrica. Una señal binaria se puede representar como la variación de una amplitud (nivel eléctrico) respecto al tiempo (ancho del pulso). Resumiendo, las señales digitales sólo pueden adquirir un número finito de estados diferentes, se clasifican según el número de estados (binarias, ternarias, etc.) y según su naturaleza eléctrica(unipolares y bipolares). Una señal digital varía de forma discreta o discontinua a lo largo del tiempo. Parece como si la señal digital fuera variando «a saltos» entre un valor máximo y un valor mínimo. Por otra parte, una señal analógica es una señal que varía de forma continua a lo largo del tiempo. La mayoría de las señales que representan una magnitud física (temperatura, luminosidad, humedad, etc.) son señales analógicas. Las señales analógicas pueden tomar todos los valores posibles de un intervalo; y las digitales solo pueden tomar dos valores posibles.

Las señales electricas las producen aparatos que convierten la fuente de información primaria (existente en forma de otro tipo de energia, por ejemplo, sonora o luminosa) en pequeñas corrientes eléctricas.
 Un micrófono, por ejemplo, convierte el sonido en una corriente electrica, cosa que hace, en cambio, con los datos la unidad de entrada de un ordenador. Esas corrientes, que constituyen una señal, se transmiten entonces a través de cables o, tras su conversión en ondas de radio, mediante enlaces de radio. Al llegar a un receptor adecuado, son susceptibles de manipulación electronica -para reducir la distorsión de la señal, por ejemplo-, tras lo cual se amplifican para que puedan hacer funcionar un dispositivo de salida, como un altavoz, un televisor o el registrador de datos de un ordenador.

1.4 Analisis matematico de señales Analisis de Fourier

        El cálculo y la ley de la gravitación de Isaac Newton permitieron explicar la prioridad de las mareas, pero Joseph Fourier y sus sucesores quienes desarrollaron el análisis de Fourier que ha tenido aplicaciones más profundas en el estudio de los fenómenos naturales y en el análisis de señales y datos.

       Una Serie de Fourier es la representación de una función como una serie de constantes multiplicadas por funciones seno y/o coseno de diferentes frecuencias.

          Una serie de Fourier nos sirve para poder representar cualquier señal sumando únicamente senos y cosenos que deben de tener una frecuencia múltiplo de la primera. Fourier no pudo representar matemáticamente.