http://www.taringa.net/post/ciencia-educacion/14052069/Introduccion-a-las-telecomunicaciones.htmlIntroduccion a las telecomunicacionesCiencia y Educacin | Hace ms de 2 aos 000Hola a todos hoy les traigo un poco de informacion acerca de las telecomunicaciones:

TLECOMUNICACIONES INTRODUCCIN 1.1 Introduccin El hombre siempre ha sentido la necesidad de intercambiar informacin, y aunque al principio lo logr con seales visuales (espejos, humo, etc.) su expansin sobre la tierra lo oblig a perfeccionar stos medios de comunicacin.

Primeros smbolos de comunicacin.

Hoy en da el mtodo ms rpido, eficiente y de mayor cobertura es la transmisin y recepcin de mensajes en forma elctrica. El avance logrado en esta rea prcticamente ocupa los ltimos 150 aos y los descubrimientos ms importantes se muestran cronolgicamente a continuacin:

Periodo de descubrimiento/desarrollo 1870-1880 Telfono, micrfono, CRT (tubo de rayos catdicos) 1890-1900 Seales de radio, telegrafa inalmbrica 1900-1920 Amplificador de radio AM (Amplitud Modulada) 1920-1930 Radar, cable coaxial 1930-1940 Radio FM (Frecuencia Modulada), Televisin 1940-1950 Transistor 1950-1960 Lser 1960-1970 Comunicacin por satlites 1970-1990 Transmisin espacial, RDSI (Red Digital de Servicios Integrados), comunicaciones personales

Los primeros pasos se dan alrededor de 1838 con la telegrafa alambrada o telgrafo de Morse; unas dcadas despus (1879) aparece el telfono y solo a comienzos del siglo XX aparece la radio. Luego surgen el radar y la televisin.

Para entrar en el mundo de las comunicaciones necesitamos conocer: - La representacin matemtica de las seales elctricas. - Las modificaciones que sufren estas seales para poder ser transmitidas. - Los posibles medios de transmisin. - Los problemas bsicos de los sistemas de comunicaciones y como solucionarlos. Tambin se introduce el efecto de elementos de perturbacin en dichos sistemas, tales como el ruido, al cual es necesario encontrarle una descripcin estadstica.

1.2 Elementos de un sistema de comunicaciones Un sistema de comunicacin es aquel que logra transmitir informacin de un punto llamado fuente a otro denominado destino. Si el intercambio se realiza en forma elctrica, el diagrama de bloques del sistema es como el mostrado en la Figura siguiente

Diagrama en bloques de un sistema de comunicaciones.

1.2.1 Transductor de Entrada El transductor es el encargado de convertir cualquiera los mensajes en una seal elctrica equivalente (voltaje o corriente).

Segn la ISA (Instrument Society of America): "Un transductor es un dispositivo que proporciona una salida utilizable en respuesta a una medicin especfica". La medicin es "una cantidad, propiedad o condicin fsica medible". La salida es "la cantidad elctrica producida por el transductor, la cual es funcin de la medicin aplicada".

Como ejemplos de transductores de entrada se pueden mencionar: micrfonos, transductores de presin, humedad, temperatura, posicin, etc.

Transductores de entrada: micrfono y cmara de video.

1.2.2 Transmisor Adapta el mensaje ya convertido en seal elctrica al medio de transmisin. Esta adaptacin por lo general implica un proceso de modulacin el cual consiste en alterar algn elemento de una seal fija, llamada portadora, de acuerdo a las variaciones del mensaje.

La clasificacin ms general de los mtodos de modulacin depende del tipo de portadora utilizada. As se tiene:

a) Modulacin de onda continua: si la portadora es una sinusoide.

b) Modulacin discreta en tiempo o de pulsos: si la portadora es un tren peridico de pulsos.

El objetivo fundamental de la modulacin es acoplar el mensaje al medio de transmisin ya que:

1.- Si el medio de transmisin es el aire se necesitan antenas de transmisin y recepcin que deben tener al menos un tamao de /4 ( es la longitud de onda de la seal) para que la radiacin sea eficiente. Pero es inversamente proporcional a la frecuencia, por lo tanto si la seal a transmitir es de baja frecuencia (como en general lo son las seales producidas por el hombre) se necesitaran antenas de dimensiones colosales. Ms adelante se demostrar que la modulacin permite trasladar en frecuencia los mensajes a transmitir y por lo tanto es posible utilizar radiadores de menores dimensiones. Esto tambin permite asignar canales de transmisin como es el caso de radiodifusin y TV.

2.- Si el medio de transmisin es un cable coaxial, por ejemplo, tambin se puede lograr el multiplexaje; es decir, se pueden enviar varios mensajes simultneamente utilizando el principio de modulacin.

3.- Algunos mtodos de modulacin fortalecen la transmisin frente al ruido. Un ejemplo de esto es modulacin en frecuencia FM (Frecuencia Modulada).

Aparte de modular, el transmisor puede efectuar otras modificaciones. Por ejemplo se puede utilizar una clave que proteja la privacidad de la comunicacin. Tambin se puede comprimir o expandir el mensaje previo a la transmisin. 1.2.3 Medio de transmisin Es el lazo entre el transmisor y el receptor. Pueden ser lneas de transmisin, el aire, fibras pticas, etc. Como uno de los medios de transmisin ms utilizados es el aire, donde se transmite a travs de ondas electromagnticas, es importante organizar y asignar bandas de transmisin para los diversos usos que estn estandarizadas para poder comunicarse con cualquier parte del mundo. Esta coordinacin la ofrece una agencia de las Naciones Unidas llamada Unin Internacional de Telecomunicaciones (International Telecommunications Union o ITU). La ITU tiene 3 rganos principales: dos de ellos se ocupan de la difusin internacional de radio, por ejemplo el CCIR (International Radio Consultative Committe, ahora ITU-R) y el otro est fundamentalmente relacionado con sistemas telefnicos y de comunicacin de datos. A este se le conoce como CCITT (Internacional Telegraph & Telephone Consultative Committe, ahora ITU-T) y a l estn adscritos las administradoras de las comunicaciones en los diferentes pases del mundo. Su misin es promover las recomendaciones tcnicas sobre aspectos telefnicos, telegrficos e interfase de comunicacin de datos. Adicionalmente en cada nacin existen organismos con el propsito de asignar canales nacionales y regulares su uso. Banda de frecuencia (Longitud de onda) Designacin Servicio 30 300 Hz 104 103 Km ELF(Extremely Low Frequency) Comunicaciones submarinas 0.3 3 KHz 103 102 Km VF(Voice Frequency) Terminales de datos, telefona 3 30 KHz 100 10 Km VLF(Very Low Frequency)Navegacin, telegrafa, telefona, estndares de tiempo y frecuencia 30 300 KHz 10 1 Km LF(Low Frequency) Aeronutica, navegacin long range 0.3 3 MHz 1 Km 100 m MF(Medium Frequency) Radiodifusin AM, seguridad pblica 3 30 MHz 100 10 m HF(High Frequency) Comunicaciones militares, banda ciudadana 30 300 MHz 10 1m VHF(Very High Frequency) TV (VHF), FM, transporte terrestre 0.3 3 GHz 1 m 10 cm UHF(Ultra High Frequency) TV (UHF), telemetra espacial, radar 3 30 GHz 10 1 cm SHF(Super High Frequency) Comunicaciones espaciales, satlites, microondas 30 300 GHz 1 cm 1 mm EHF(Extremely High Frequency) Investigaciones, radio astronoma 1014 1016 Hz Ultravioleta, Visible Infrarrojo Comunicaciones pticas Clasificacin de bandas de frecuencia

Para cada banda de frecuencias, es importante conocer que existen estructuras fsicas apropiadas para enviar seales a travs de ellas. Por ejemplo, la zona inferior a los 300 KHz permite utilizar cables paralelos. Por encima de esta frecuencia se comienza a preferir el cable coaxial; ste comienza a tener prdidas muy grandes y problemas de radiacin alrededor de los GHz. A partir de esta banda se aplican guas de ondas conductoras. Solo para frecuencias pticas se emplean las conocidas fibras pticas, que no son ms que guas de ondas dielctricas. Asimismo, dentro de cada banda existen normas internacionales y locales para la asignacin de cada una de las frecuencias. Por ejemplo Radiodifusin AM (Amplitud Modulada) se ubica en la banda de 540 a 1600 KHz. Radiodifusin FM (Frecuencia Modulada) en la banda de 88 a 108 MHz. Canales de televisin 2 al 6 entre 54 a 88 MHz.

Como se observa en la Figura 2 es en el medio de transmisin donde la seal sufre alteraciones indeseadas como son:

a) Atenuacin: Reduce el valor de la seal y puede hacerla tan pequea como el ruido y perderla en ste.

b) Distorsin: Es el resultado de la respuesta imperfecta de un sistema a la seal misma. En la prctica se disea tratando siempre de minimizarlo.

c) Interferencia: Es la contaminacin debida a seales externas de la misma naturaleza que el mensaje que queremos transmitir.

d) Ruido: Son seales aleatorias impredecibles en el tiempo, por ejemplo si un electrn se encuentra a una temperatura diferente al cero absoluto tendr una energa trmica que se manifestar con movimientos aleatorios; y si el medio donde se encuentra el electrn es conductor se producir un voltaje aleatorio conocido como ruido trmico. Obviamente es inevitable en cualquier sistema, sin embargo se puede tratar de minimizar. Existen otras fuentes de ruido como el sol, las estrellas, las descargas atmosfricas, el ruido "fabricado" por el hombre en sus industrias, etc. 1.2.4 Receptor Tiene como funcin rescatar la seal del medio de transmisin y realizar las operaciones inversas del transmisor con la finalidad de obtener el mensaje. Por lo dicho anteriormente para el modulador, la principal labor del receptor es la demodulacin. Esto implica que debe existir un acuerdo absoluto entre transmisor y receptor en cuanto al tipo de funciones que cada uno debe realizar de forma de que cada operacin sea equivalente para no haber alterado el mensaje original. 1.2.5 Transductor de salida Normalmente el destino de las transmisiones es el hombre o una mquina, por lo tanto es necesario convertir la seal elctrica en un mensaje adecuado para ellos. Como ejemplos tenemos: un altavoz, una pantalla, etc.

Existen herramientas que permiten trabajar con sistemas de comunicaciones elctricas en el dominio del tiempo y de la frecuencia. Como ejemplo de herramientas temporales tenemos la convolucin y la respuesta al impulso de seales determinsticas, continuas y discretas. Las transformadas de Fourier para seales determinsticas, continuas y discretas, ofrecen un mecanismo diferente y, en muchos casos, ms til que las herramientas temporales. Todas estas herramientas permiten encontrar la respuesta de un sistema a una seal especfica; tambin permiten calcular parmetros para caracterizar las seales y los sistemas: potencia, ancho de banda, relacin seal a ruido, BER (Bit Error Rate), etc. En el presente texto se tratarn sistemas de comunicaciones digitales constituidos por los siguientes componentes: codificador de fuente, codificador de canal, moduladores binario y multismbolo y los decodificadores y demoduladores correspondientes, tal y como se observa en la siguiente figura.

Diagrama de bloques de un sistema de comunicacin bsico

En el caso de los codificadores de fuente se har nfasis en el principio de operacin de los codificadores de entropa, de los cuales el estudiante deber comprender y definir el cdigo para algunos ejemplos (Shannon-Fano y Huffman).

La codificacin de canal cubrir diversas tcnicas para deteccin y correccin de errores incluyendo la codificacin por bloques, la codificacin convolucional y cclica, de tal manera de conocer las estructuras utilizadas y determinar la capacidad de deteccin y correccin de errores de los diversos mtodos, complejidad, etc.

En el caso de los moduladores binarios: ASK (Amplitude Shift Keying, modulacin por desplazamiento de amplitud), FSK (Frequency Shift Keying, modulacin por desplazamiento de frecuencia) y PSK (Phase Shift Keying, modulacin por desplazamiento de fase) o multismbolo: QAM (Quadrature amplitude modulation, modulacin de amplitud en cuadratura), QPSK (Quaternary Phase Shift Keying, modulacin por desplazamiento cuaternario de fase) y MFSK (Multiple Frequency Shift Keying, modulacin por desplazamiento mltiple de frecuencia) se ofrece tanto una descripcin temporal como frecuencial de las seales moduladas; adems se calcularn potencias y anchos de banda.

En el ltimo tema de este texto se introducir el concepto de espectro disperso como un mecanismo que, a cambio de ocupar un gran ancho de banda, fortalecer las transmisiones frente al ruido, y permitir compartir un canal de comunicaciones entre varios usuarios.