Telecomunicaciones

DEPARTAMENTO DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA UNIVERSIDAD NACIONAL DE QUILMES
Roque Sáenz Peña 180 – (B1876BXD) Bernal – Buenos Aires – Argentina

TEORÍA DE LAS TELECOMUNICACIONES
INTRODUCCIÓN
Las comunicaciones digitales están desplazando definitivamente a las comunicaciones analógicas. Basta repasar algunos de los sistemas de comunicaciones que nos rodean a diario para ver que quedan muy pocos que seananalógicos. Podemos nombrar a las transmisiones de radio AM y FM, por algunos pocos años más la televisión (que ya está siendo desplazada por la TV digital de alta definición) y las líneas telefónicas de abonado. Y aún así en este último caso existen los servicios ISDN (en español RDSI, Red Digital de Servicios Integrados) en donde la comunicación que llega al aparato del abonado es íntegramentedigital. También la telefonía celular analógica está emigrando definitivamente hacia la tecnología digital. Y la telefonía fija tradicional, analógica, (conocida en la jerga como PSTN, Public Switched Telephone Network, es decir, Red Telefónica Pública Conmutada) poco a poco está comenzando a ser desplazada por la telefonía IP (VoIP, Voice Over IP, es decir, Voz Sobre IP). El resto de lascomunicaciones son digitales. Enlaces satelitales, troncales telefónicas, redes de computadoras, Internet, telefonía celular, videoconferencia, telemetría y hasta los CDs de música que también almacenan la información en forma digital (obviamente, la reproducción del sonido en el parlante es en forma analógica). También los sistemas de señalización en telefonía son digitales, como el SS7 (Sistema deSeñalización Nº 7). La característica principal de un sistema de comunicaciones digitales es que, durante un intervalo de tiempo finito transmite una forma de onda preestablecida, tomada de un conjunto finito de formas de onda posibles. Por ejemplo, un conjunto formado por dos formas de onda: un pulso de 5 volts de amplitud y 1 microsegundo de duración y otro pulso de –5 volts de amplitud y 1microsegundo de duración. Esto contrasta con los sistemas de comunicaciones analógicos que transmiten una señal continua en el tiempo. Es decir, una variedad infinita de formas de onda con una resolución también infinita. ¿Por qué las comunicaciones van emigrando definitivamente hacia los sistemas digitales? Hay varias razones. Una de ellas es la facilidad con que se regeneran las señales digitales,comparadas con las analógicas. La forma de onda que envía un transmisor se va degradando a lo largo del canal de comunicación (sea éste de cualquier medio: fibra óptica, aire, cable coaxial, etc.). Esto se debe por un lado a que los medios de comunicación y los circuitos asociados no son lineales, y por otro lado a los efectos del ruido eléctrico indeseado que aparece en cualquier medio. Estos dosmecanismos distorsionan la señal transmitida. Sin embargo, en el caso de las comunicaciones digitales, a pesar de que el ruido y las alinealidades también degradan la señal, es mucho más fácil reconstruir la señal degradada ya que la transmisión parte de un conjunto de señales discreto y finito. En la Figura 1 se ve cómo un pulso digital que es distorsionado por el ruido y la alinealidad de la línea detransmisión es reconstruido al final de dicha línea o bien a través de un repetidor regenerativo intermedio. Si el sistema digital es binario (es decir, dos formas de onda posibles) es relativamente fácil reconstruir la forma de onda. Mucho más fácil que un sistema analógico que tiene una variación continua e infinitos valores posibles. De hecho estas señales no se pueden regenerar. Sólo seamplifican y se les filtra un poco el ruido, aunque éste sigue estando presente. Por supuesto, si el ruido presente en un sistema digital es muy grande la distorsión del pulso va a ser tal que la reconstrucción puede llegar a ser errónea y en lugar de reconstruir el pulso original se reconstruirá el pulso opuesto. Esto da lugar a errores de transmisión, como se verá más adelante, que se expresan como...