lunes, 5 de diciembre de 2016

Ruido en comunicación

¿Qué es el ruido en la comunicación?


En comunicación, se denomina ruido a toda señal no deseada que se mezcla con la señal útil que se quiere transmitir. Es el resultado de diversos tipos de perturbaciones que tiende a enmascarar la información cuando se presenta en la banda de frecuencias del espectro de la señal, es decir, dentro de su ancho de banda.


Tipos de ruido


Diafonía o cruce aparente: es ocasionada por las interferencias que producen otros pares de hilos telefónicos próximos (conocida como cruce de líneas o crosstalk). Es un fenómeno mediante el cual una señal que transita por un circuito se induce en otro que discurre paralelo, perturbándolo. Si las señales inducidas se pueden entender, se denomina diafonía inteligible . Este es un fenómeno muy perjudicial ya que afecta al secreto de las telecomunicaciones. La diafonía próxima se denomina paradifonía y la que se observa en el extremo remoto telediafonía.

Eco: es una señal de las mismas características que la original, pero atenuada y retardada respecto a ella. El efecto nocivo del eco afecta tanto a las conversaciones telefónicas como a la transmisión de datos y es mayor cuanto menos atenuada y más retardada llega la señal del eco. El eco puede ser del que habla y del que escucha, según el modo de afectar a los interlocutores. El eco del que escucha es el que más perjudica a las comunicaciones de datos.
Para que las señales del eco reflejadas se reciban con un retardo apreciable han de recorrer grandes distancias, por ejemplo, en las comunicaciones intercontinentales o vía satélite. Una solución que se implantó en los circuitos telefónicos para evitar el eco en estos casos consistió en instalar un elemento denominado supresor de eco, que era un dispositivo que impedía la transmisión simultánea en ambos sentidos. Evidentemente, era necesario inhibir estos dispositivos cuando se establecían por canales telefónicos circuitos de datos en modo dúplex mediante módem. Los propios módem inhibían a los supresores de eco emitiendo un tono especial.

Ruido de disparo: el ruido de disparo es un ruido electromagnético no correlacionado, también llamado ruido de transistor, producido por la llegada aleatoria de componentes portadores (electrones y huecos) en el elemento de salida de un dispositivo, como ser un diodo, un transistor (de efecto de campo o bipolar) o un tubo de vacío. El ruido de disparo está yuxtapuesto a cualquier ruido presente, y se puede demostrar que es aditivo respecto al ruido térmico y a él mismo.

Ruido de Johnson-Nyquist: también conocido como ruido termal es el ruido generado por el equilibrio de las fluctuaciones de la corriente eléctrica dentro de un conductor eléctrico, el cual tiene lugar bajo cualquier voltaje, debido al movimiento térmico aleatorio de los electrones.


Ruido de parpadeo: es una señal o proceso con una frecuencia de espectro que cae constantemente a altas frecuencias con un espectro rosa.

Ruido a ráfagas: este ruido consiste en unas sucesiones de escalones en transiciones entre dos o más niveles (no gaussianos), tan altos como varios cientos de milivoltios, en tiempos aleatorios e impredecibles.

Ruido de tránsito: está producido por la agitación a la que se encuentra sometida la corriente de electrones desde que entra hasta que sale del dispositivo, lo que produce una variación aleatoria irregular de la energía con respuesta plana.

Ruido de intermodulación: es la energía generada por las sumas y las diferencias creadas por la amplificación de dos o más frecuencias en un amplificador no lineal.



Tipos de modulación

Modulación analógica con portadora analógica: se utiliza cuando se desea transmitir la señal analógica a una frecuencia diferente o con un ancho de banda menor. La modulación se puede realizar utilizando cambios de amplitud, frecuencia o fase de la señal portadora.














Modulación digital con portadora analógica: se utiliza cuando se desea transmitir la señal digital
por un medio de transmisión analógico. Es la modulación más común y la pueden utilizar los usuarios para el acceso a Internet a través de la red telefónica conmutada.




Modulación analógica con portadora digital: se utiliza cuando se desea transmitir la señal analógica a través de una red digital ( por ejemplo, transmisión de voz a través de telefonía móvil digital). En este caso, lo más probable es que la señal moduladora tenga una frecuencia y un ancho de banda inferior a la señal modulada, con lo que se produce un desaprovechamiento del medio de transmisión.







lunes, 28 de noviembre de 2016

Ondas infrarrojos

Ondas infrarrojos

¿Qué es?¿Para que se usa?

La radiación infrarroja o radiación térmica es un tipo de radiación electromagnética de mayor longitud de onda que la luz visible, pero menor que la de las microondas. Consecuentemente, tiene menor frecuencia que la luz visible y mayor que las microondas.
Un uso muy común es el que hacen los mandos a distancia (ó telecomandos) que generalmente utilizan los infrarrojos en vez de ondas de radio ya que no interfieren con otras señales como las señales de televisión. Los infrarrojos también se utilizan para comunicar a corta distancia los ordenadores con sus periféricos. Los aparatos que utilizan este tipo de comunicación cumplen generalmente un estándar publicado por Infrared Data Association.
La luz utilizada en las fibras ópticas es generalmente de infrarrojos.




Ventajas
  • Circuito de bajo costo: $2-5$ por todo el circuito de codificado/decodificado
  • Requerimientos de bajo voltaje por lo tanto es ideal para Laptops, teléfonos, asistentes personales digitales.
  • Circuiteria simple: no requiere hardware especial, puede ser incorporado en el circuito integrado de un producto.
  • Alta seguridad: Como los dispositivos deben ser apuntados casi directamente alineados (capaces de verse mutuamente) para comunicarse.
Desventajas
  • Se bloquea la transmisión con materiales comunes: personas, paredes, plantas, etc.
  • Corto alcance: la performance cae con distancias mas largas.
  • Sensible a la luz y el clima. Luz directa del sol, lluvia, niebla, polvo, polución pueden afectar la transmisión.
  • Velocidad: la transmisión de datos es más baja que la típica transmisión cableada.
Historia

Los infrarrojos fueron descubiertos en 1800 por William Herschel un astrónomo inglés de origen alemán. Herschel colocó un termómetro de mercurio en el espectro obtenido por un prisma de cristal con el fin de medir el calor emitido por cada color. Descubrió que el calor era más fuerte al lado del rojo del espectro y observó que allí no había luz. Esta es la primera experiencia que muestra que el calor puede transmitirse por una forma invisible de luz. Herschel denominó a esta radiación "rayos calóricos", denominación bastante popular a lo largo del siglo XIX que, finalmente, fue dando paso al más moderno de radiación infrarroja.
Los primeros detectores de radiación infrarroja eran bolómetros, instrumentos que captan la radiación por el aumento de temperatura producido en un detector absorbente.




Microondas

Microondas

¿Qué es la radiocomunicación por microondas?
La radiocomunicación por microondas se refiere a la transmisión de datos o voz a través de radiofrecuencias con longitudes de onda en la región de frecuencias de microondas.
Se describe como microondas a aquellas ondas electromagnéticas cuyas frecuencias van desde los 300 MHz hasta los 300 GHz o aún más. Por consiguiente, las señales de microondas, a causa de sus altas frecuencias, tienen longitudes de onda relativamente pequeñas, de ahí el nombre de “microondas“.



¿Cómo se ponen las antenas y torres de microondas?
Equipos Un radioenlace está constituido por equipos terminales y repetidores intermedios. La función de los repetidores es salvar la falta de visibilidad impuesta por la curvatura terrestre y conseguir así enlaces superiores al horizonte óptico. La distancia entre repetidores se llama salto .



Usos
El uso principal de este tipo de transmisión se da en las telecomunicaciones de largas distancias, se presenta como alternativa del cable coaxial o la fibra óptica.
Las principales aplicaciones de un sistema de microondas terrestre son las siguientes:

  • Telefonía básica (canales telefónicos).
  • Datos, incluyendo WiMAX.
  • Telégrafo/Telex/Facsímile.
  • Canales de Televisión.
  • Video.
  • Telefonía celular (entre troncales).
  • Transmisión de televisión y voz.

Ondas de radio

Ondas de radio

¿Como viajan alrededor del mundo?
Como todas las ondas electromagnéticas viajan por el vacío o por el aire.



¿Velocidad a la que se transmiten?
 Las ondas radio viajan a la velocidad de la luz.



¿Para que se usan?
Son utilizadas para comunicaciones radio fija y móvil, radiodifusión, radar y otros sistemas de navegación, satélites de comunicaciones, redes telemáticas y otras muchas aplicaciones.




¿Cómo fueron las primeras transmisiones? Historia.
Hace más de 100 años gracias a las teorías propuestas alrededor de 1880 por James Maxwell y Heinrich Hertz, se llevaron a cabo las primeras transmisiones de radio en Italia, a cargo de Guglielmo Marconi. Marconi hizo la primera transmisión de radio en 1894, llegando a recibir pulsos eléctricos a más de un kilómetro.



¿Cómo viajan las ondas de radio en el vacío?
Las ondas de radio no necesitan un medio físico para propagarse, es decir que viajan a través del vacío. Por supuesto que si hay aire, agua u otros materiales o sustancias se propaga a través de ellas con distintas velocidades (menores que en el vacío). En el aire la velocidad es prácticamente como en el vacío.



miércoles, 23 de noviembre de 2016

Fibra Óptica

La fibra óptica está basada en la utilización de ondas de luz para transmitir información binaria. Un sistema de transmisión óptico tiene tres componentes:


  • La fuente de luz que se encarga de convertir una señal digital eléctrica en una señal óptica.
  • El medio de transmisión es una fibra de vidrio ultradelagada que transporta la luz. 
  • El detector se encarga de generar un pulso eléctrico en el momento en el que la luz incide sobre él.  















Los principios básicos de su funcionamiento se justifican aplicando las leyes de la óptica geométrica, principalmente, la ley de la refracción (principio de reflexión interna total) y la ley de Snell.
Su funcionamiento se basa en transmitir por el núcleo de la fibra un haz de luz, tal que este no atraviese el revestimiento, sino que se refleje y se siga propagando. Esto se consigue si el índice de refracción del núcleo es mayor al índice de refracción del revestimiento, y también si el ángulo de incidencia es superior al ángulo límite.

Los cables de fibra óptica  pueden transmitir la luz de tres formas diferentes:

  • Monomodo: Sólo se propaga un modo de luz. Se logra reduciendo el diámetro del núcleo de la fibra hasta un tamaño que sólo permite un modo de propagación. Su transmisión es paralela al eje de la fibra. A diferencia de las fibras multimodo, las fibras monomodo permiten alcanzar grandes distancias (hasta 400 km máximo, mediante un láser de alta intensidad) y transmitir elevadas tasas de información (decenas de Gbit/s).
  • Multimodo:es aquella en la que los haces de luz pueden circular por más de un modo o camino. Esto supone que no llegan todos a la vez. Una fibra multimodo puede tener más de mil modos de propagación de luz. Las fibras multimodo se usan comúnmente en aplicaciones de corta distancia, menores a 2 km, es simple de diseñar y económico. El núcleo de una fibra multimodo tiene un índice de refracción superior, pero del mismo orden de magnitud, que el revestimiento. Debido al gran tamaño del núcleo de una fibra multimodo, es más fácil de conectar y tiene una mayor tolerancia a componentes de menor precisión.
  • Multimodo de índice gradual:En este tipo de fibra óptica, el núcleo está constituido de varias capas concéntricas de material óptico con diferentes índices de refracción, causando que el rayo de luz de refracte poco a poco mientras viaja por el núcleo.



Los cables de fibra óptica suelen estar formados por variass fibras que forman dos tipos de cables dependiendo de dónde van a ser instalados:

  • Cable holgado: Es un cable empleado tanto para exteriores como para interiores que consta de varios tubos de fibra rodeando un miembro central de refuerzo y provisto de una cubierta protectora. Cada tubo de fibra, de dos a tres milímetros de diámetro lleva varias fibras ópticas que descansan holgadamente en él. Los tubos pueden ser huecos o estar llenos de un gel hidrófugo que actúa como protector antihumedad impidiendo que el agua entre en la fibra. El tubo holgado aísla la fibra de las fuerzas mecánicas exteriores que se ejerzan sobre el cable. Su núcleo se complementa con un elemento que le brinda resistencia a la tracción que bien puede ser de varilla flexible metálica o dieléctrica como elemento central o de hilaturas de Aramida o fibra de vidrio situadas periféricamente.

  • Cable con recubrimiento ajustado: Es un cable diseñado para instalaciones en el interior de los edificios, es más flexible y con un radio de curvatura más pequeño que el que tienen los cables de estructura holgada. Contiene varias fibras con protección secundaria que rodean un miembro central de tracción, todo ello cubierto de una protección exterior. Cada fibra tiene una protección plástica extrusionada directamente sobre ella, hasta alcanzar un diámetro de 900 µm rodeando al recubrimiento de 250 µm de la fibra óptica. Esta protección plástica además de servir como protección adicional frente al entorno, también provee un soporte físico que serviría para reducir su coste de instalación al permitir reducir las bandejas de empalmes.
Existen tres formas de unir dos cables de fibra óptica:

  • Utilizando conectores
  • Realizando empalmes de forma mecánica 
  • Fundiendo los extremos 
Las ventajas que tiene el uso de fibra óptica frente a los cables de cobre  convencionales son las siguientes:

  • Puede manejar anchos de banda mucho más grandes que en el de cobre.
  • Debido a su baja atenuación sólo se necesitan repetidores cada 30 km.
  • No es interferida por  ondas electromagnéticas.
  • Es delgada y ligera, sobre todo comparada con cables de cobre de igual capacidad de transmisión.
  • Las fibras no tienen fugas y es muy difícil intervenirlas


Cable coaxial

El cable coaxial es un medio típico de transmisión. Es un tipo de cable que tiene mejor blindado que el de par trenzado, por ello tiene una mayor velocidad de transmisión y los tramos entre repetidores y estaciones pueden ser más largos.
El cable coaxial consta de un alambre de cobre duro en el centro por donde circula la señal y está rodeado por un material aislante. El material aislante está rodeado por un conductor cilíndrico presentado como una malla de cobre trenzado que hace de masa. El conductor externo está cubierto por una capa de plástico protector. Está construcción le confiere un elevado ancho de banda y excelente inmunidad al ruido.


La velocidad de transmisión de este cable depende de la longitud. Hoy en día se utilizan para televisión por cable y para acceso a redes de área extensa.

Existen dos tipos de cable coaxial que son fundamentales: el cable coaxial de banda base y el cable coaxial de banda ancha.

Cable coaxial de banda base: Se utiliza para la transmisión digital. Cuanto más corto es el cable mayor velocidad de transmisión de datos. Existen dos tipos:


  • Coaxial grueso: Para realizar estructura troncal de distribución de la red. Hay dos clases:
    • RG-100: Es el más utilizado y su diámetro de de 1 cm aproximadamente.
    • RG-150:Posee una secuencia de capas trenzadas que protegen mejor que las interferencias electromagnéticas.
  • Coaxial fino: Es el más fácil de instalar por su flexibilidad aunque es más caro y posee menor inmunidad frente a las interferencias. Su diámetro es de 0.5 cm aproximadamente.
Coaxial de banda ancha: Se utiliza para la transmisión analógica, se usa comúnmente para el envío de la señal de televisión por cable.