Alambricos | INGENIERIA DE TELECOMUNICACIONES

Características de los canales de comunicación presentes en el medio de transmisión de un sistema

El canal de comunicación proporciona la conexión entre el transmisor y el receptor. El canal físico puede ser un par de cables que transportan la señal eléctrica, o una fibra óptica que transporta la información en un haz de luz modulada, o un canal oceánico submarino en el que la información se transmite acústicamente, o el espacio libre sobre el que se transmite la información. La señal portadora se irradia mediante el uso de una antena.

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Otros medios que se pueden caracterizar como canales de comunicación son los medios de almacenamiento de datos, como cintas magnéticas, discos magnéticos y discos ópticos.

Un problema común en la transmisión de señales a través de cualquier canal es el ruido aditivo. En general, el ruido aditivo es generado internamente por componentes como resistencias y dispositivos de estado sólido que se utilizan para implementar el sistema de comunicación. A esto a veces se le llama ruido térmico. Pueden surgir otras fuentes de ruido e interferencias externas al sistema, como la interferencia de otros usuarios del canal. Cuando dicho ruido e interferencia ocupan la misma banda de frecuencia que la señal deseada, su efecto puede minimizarse mediante el diseño adecuado de la señal transmitida y su demodulador en el receptor. Otros tipos de degradaciones de la señal que se pueden encontrar en la transmisión por el canal son la atenuación de la señal, la distorsión de amplitud y fase y la distorsión por trayectos múltiples.

Los efectos del ruido se pueden minimizar aumentando la potencia en la señal transmitida. Sin embargo, el equipo y otras limitaciones prácticas limitan el nivel de potencia en la señal transmitida. Otra limitación básica es el ancho de banda del canal disponible. Una restricción de ancho de banda generalmente se debe a las limitaciones físicas del medio y los componentes electrónicos utilizados para implementar el transmisor y el receptor. Estas dos limitaciones dan como resultado la limitación de la cantidad de datos que se pueden transmitir de forma fiable a través de cualquier canal de comunicaciones. Los resultados básicos de Shannon relacionan la capacidad del canal con la potencia transmitida disponible y el ancho de banda del canal.

Canales alámbricos

La red telefónica hace un uso extensivo de líneas alámbricas para la transmisión de señales de voz, así como para la transmisión de datos y video. Las líneas de cable de par trenzado y el cable coaxial son básicamente canales electromagnéticos guiados que proporcionan anchos de banda relativamente modestos.

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El cable telefónico que generalmente se usa para conectar a un cliente a una oficina central tiene un ancho de banda de varios cientos de kilohercios (KHz). Por otro lado, el cable coaxial tiene un ancho de banda utilizable de varios megahercios (MHz). La figura ilustra el intervalo de frecuencia de los canales electromagnéticos guiados que incluye guías de ondas y fibras ópticas. Las señales transmitidas a través de dichos canales se distorsionan tanto en amplitud como en fase y se corrompen aún más por el ruido aditivo. Los canales alámbricos de par trenzado también son propensos a la interferencia de diafonía de canales físicamente adyacentes.

Intervalo de frecuencia de los canales electromagnéticos guiados.

Debido a que los canales alámbricos transportan un gran porcentaje de nuestras comunicaciones diarias en todo el país y el mundo, se han realizado muchas investigaciones sobre la caracterización de sus propiedades de transmisión y sobre métodos para mitigar la distorsión de amplitud y fase encontrada en la transmisión de señales.

Canales de fibra óptica

Las fibras ópticas ofrecen al diseñador del sistema de comunicaciones un ancho de banda de canal que es varios órdenes de magnitud mayor que los canales de cable coaxial.

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Durante la última década se han desarrollado cables de fibra óptica que tienen una atenuación de señal relativamente baja y se han desarrollado dispositivos fotónicos altamente fiables para la generación y detección de señales. Estos avances tecnológicos han dado como resultado un rápido despliegue de canales de fibra óptica tanto en sistemas de telecomunicaciones domésticos como para comunicaciones transatlánticas y transpacíficas. Con el gran ancho de banda disponible en los canales de fibra óptica, las compañías telefónicas pueden ofrecer a los suscriptores una amplia gama de servicios de telecomunicaciones, que incluyen voz, datos, fax y video. El transmisor o modulador en un sistema de comunicación de fibra óptica es una fuente de luz, ya sea un diodo emisor de luz (LED) o un láser. La información se transmite variando (modulando) la intensidad de la fuente de luz con la señal del mensaje. La luz se propaga a través de la fibra como una onda de luz y se amplifica periódicamente (en el caso de la transmisión digital, es detectada y regenerada por repetidores) a lo largo de la ruta de transmisión para compensar la atenuación de la señal. En el receptor, la intensidad de la luz es detectada por un fotodiodo, cuya salida es una señal eléctrica que varía en proporción directa a la potencia de la luz que incide en el fotodiodo. Se prevé que los canales de fibra óptica sustituirán a casi todos los canales alámbricos de la red telefónica en los próximos años.

Referencia: Proakis, J. G., Salehi, M., Zhou, N., & Li, X. (1994). Communication systems engineering (Vol. 2). New Jersey: Prentice Hall.