Historia de las Comunicaciones Digitales

Breve Historia de las Comunicaciones Digitales


Es curioso que la primer forma de comunicación eléctrica, llamada telégrafo, fuese un sistema de comunicación digital. El telégrafo eléctrico fue inventado por Samuel Morse y en 1837 demostró su funcionamiento con un código binario de longitud variable, en el cual las letras del alfabeto son representadas por una secuencia de puntos y rayas(palabras código). En este código, las letras con mayor frecuencia de utilización son representadas por palabras código más cortas, mientras que las letras menos frecuentes son representadas por palabras código más largas. Por consiguiente, el código Morse, fue el precursor del método de codificación de longitud variable de fuentes de señales.

Cerca de 40 años más tarde, en 1875, Emile Baudotdiseñó un código para la telegrafía en el cual cada letra del alfabeto fue codificada con palabras de longitud fija en código binario de longitud 5. En el código de Baudot, los elementos del código binario son todos de igual longitud y representados con una marca o un espacio.

Asimismo Morse es responsable por el desarrollo del primer sistema de comunicación digital eléctrico (el telégrafo), elcomienzo de lo que para nosotros es ahora una moderna comunicación digital se obtiene de los trabajos de Nyquist (1924), quien investigó el problema de determinar la máxima tasa de transmisión de señales que puede ser usada sobre un canal telegráfico de un ancho de banda dado sin utilizar interferencia intersimbólica. Formuló un modelo de un sistema telegráfico en el cual una señal transmitida tienela siguiente forma general:

donde g(t) representa una señal en forma pulso y {an} es la secuencia de datos binarios de {1} transmitido a una tasa de 1/T bits/s. Nyquist pudo determinar la forma de pulso óptima limitada por el ancho de banda de W Hz y maximizó la tasa de bits bajo la restricción de que el pulso no causara interferencia intersimbólica a través del muestreo de k/T, k=0, 1,2,...
Sus estudios lo llevaron a concluir que la máxima tasa de pulsos es 2W pulsos/s. Esta tasa es actualmente llamada la tasa de muestreo de Nyquist. Mas aún, esta tasa de pulsos puede ser probada usando pulsos g(t) = sen(2Wt)/(2Wt). Esta forma de pulso permite la recuperación de los datos sin interferencia intersimbólica durante cada instante de muestreo. Los resultados obtenidos por Nyquistson equivalentes a una versión del teorema de muestreo para señales con un ancho de banda determinado, el cual fue después presentado por Shannon (1948). El teorema de muestreo dice que una señal de ancho de banda W puede ser reconstruida por muestras tomadas a la frecuencia de Nyquist de 2W muestras/s utilizando la fórmula de interpolación:

Con el trabajo de Nyquist, Hartley (1928) consideróinvestigar la cantidad de datos que pueden ser transmitidos de manera confiable sobre un canal con un ancho de banda dado cuando múltiples niveles de amplitud son utilizados. En presencia del ruido y de otro tipo de interferencias, Hartley postuló que el receptor puede estimar confiablemente la amplitud de la señal recibida con cierta precisión, llamada A. Esta investigación llevó a Hartley aconcluir que hay una tasa de datos máxima que puede ser comunicada confiablemente sobre un canal de ancho de banda dado cuando la amplitud máxima de la señal está limitada por Amax (restricción de potencia fija) y la amplitud de resolución es llamada A.

Otro avance significativo en el desarrollo de las comunicaciones fue el trabajo de Wiener (1942), quien consideró el problema de estimar una formade onda deseada s(t) en la presencia de ruido n(t), basándose en la observación de la señal recibida r(t) = s(t) + n(t). Este problema se obtiene en la demodulación. Wiener determinó el filtro lineal cuya salida es la mejor aproximación de media-cuatrática a la señal deseada s(t). El filtro resultante es llamado el filtro óptimo lineal de Wiener.

Los resultados de las investigaciones de...