Mensajes y señales

Es el elemento básico de la comunicación entre los seres humanos.

Mensaje = Información que se desea intercambiar entre dos o más interlocutores.

Mensaje = Conjunto de señales, signos o símbolos que son objeto de una comunicación a distancia (telecomunicaciones).

Telecomunicaciones:

Emisión y/o recepción a distancia del sonido, texto, datos o imágenes.

A través de hilos metálicos, radio, fibra óptica, microondas, satélites, etc.

El término ”telecomunicación” se adoptó en 1932 por la UIT:

”Toda comunicación telegráfica o telefónica de signos, señales, de escritos, de imágenes y de sonido de toda naturaleza por hilo, radio, o por otros procedimientos de señalización eléctricas o visuales.

(En esa época no existía la televisión).

Naturaleza de los mensajes:

De acuerdo con su naturaleza:

Voz.

Música.

Texto.

Imagen.

Fija (Gráficos).

En movimiento (vídeo).

El sonido:

Es el primero de los mensajes.

Se transmitió cuando se inventó el teléfono en 1876.

Variación de presión en el aire y nos producen una sensación de sonido en el cerebro.

Movimiento vibratorio:

La voz es el sonido más habitual.

La cuerda vocal es una membrana que vibra cuando se golpea con la presión del aire.

Velocidad del sonido = 340 m/s. Presión / depresión que viaja por el aire.

Ciclos por segundo (Hertz):

La vibración del aire que puede percibir el oído humano está en el rango de 20 a 16000 veces por segundo. (Ciclos completos por segundo).

Un ciclo implica subida de presión, bajada de presión.

En Física al ciclo por segundo (c/s) se le llama Hertz (Hz). Hertz fue uno de los primeros en experimentar con las ondas electromagnéticas.

James Clerck Maxwell predijo la posibilidad de las ondas electromagnéticas.

La transmisión del sonido:

Si se quiere llegar lejos al transmitir un sonido se necesita aumentar nuestra potencia sonora.

Para cubrir grandes distancias se requiere convertir ese sonido en algo que tenga buena capacidad de viajar y la electricidad lo hace muy bien.

A la presión convertida en voltios es lo que llamamos la señal eléctrica.

La señal eléctrica:

Es la representación del mensaje que se quiere enviar.

El mensaje se convierte en voltios.

Es la base del invento del teléfono.

Los voltios se convierten en luz.

Conversión del sonido en electricidad:

Mediante un micrófono se convierte el sonido en electricidad, así se transforman las variaciones de presión (energía mecánica) en variaciones eléctricas.

El micrófono tiene una membrana que tiene unido a ella unas vueltas de hilo de cobre y cuando vibra se hace entrar en un imán y se induce la corriente eléctrica.

Hay micrófonos de varios tipos: electromagnéticos, de carbón, piezoeléctricos, de condensador, etc.).

Un altavoz (parlante) realiza el proceso contrario, invierte el proceso.

Señales analógicas:

Son análogas al mensaje que se quiere representar, por ejemplo las que se obtienen mediante el micrófono y que se envían por los cables eléctricos.

El altavoz es un micrófono conectado al revés, pero se puede hacer más grande y de otros materiales para reproducir la señal analógica.

Atenuación y ruido:

La energía decae con la distancia.

Hay que asegurarse de que llegue la suficiente energía para ser captada por el receptor.

El ruido debe ser sensiblemente menor que la señal original (para mantener la energía de la señal se utilizan amplificadores o repetidores).

El ruido es toda aquella señal que se inserta entre el emisor y el receptor de una señal dada.

Térmico. (Agitación térmica de los electrones).

Intermodulación. (Distintas frecuencias juntas).

Diafonía. (Acoplamiento entre líneas).

Impulsivo. (Pulsos de corta duración y gran amplitud).

Afecta en todas las frecuencias.

Ancho de banda:

”Es interesante el invento, pero parece poco práctico para que tenga uso en la vida normal” (Western Union). (Respecto al teléfono).

En la práctica no se podía construir una red que respondiera igual que el oído (20 – 16000 Hz).

Experimentalmente se redujo la frecuencia que se podía transmitir entre 300 y 3400 Hz.

Eso permite que los hilos de cobre, el micrófono y el auricular sean baratos.

En telecomunicaciones se trata de bajar los costos de las redes.

Se tiene que transportar lo menos posible.

Maximizar la inversión:

Si el equipo es caro, se debe utilizar para enviar la mayor cantidad de información.

Ancho de banda = Las frecuencias que se están transmitiendo en ese momento.

Antonio Santi Giuseppe Meucci. Nacido en Florencia el 13 de abril de 1808 y muerto el 18 de octubre de 1889 en Nueva York. Fue el inventor del teléfono (él lo bautizó como teletrófono), entre otras innovaciones técnicas.

Desarrolló un teléfono neumático (precursor de su teletrófono) que hoy todavía se utiliza en el Teatro della Pergola de Florencia y que luego perfeccionó en el teatro Tacón de La Habana.

Creó: Un nuevo sistema de galvanizado.

Un sistema de filtros para la depuración del agua.

Introdujo el uso de la parafina en la fabricación de velas.

También desarrolló un sistema de electroshocks terapeúticos que administraba en La Habana.

La música y la radio:

Entre los años 20 y 30 se decidió que la radio iba a servir para mandar música.

Se amplió el ancho de banda para que la música se oyera mejor.

En ese entonces se utilizaba la radio AM.

La radio AM transmite entre 50 – 5000 Hz.

En FM de 50 a 15000 Hz.

La música estereofónica:

Para FM se decidió mandar dos canales (música estereofónica).

Ambos canales admiten entre 50 a 15000 Hz.

Multiplexación:

Para una comunicación de 100 canales a larga distancia hay dos opciones:

100 circuitos telefónicos simultáneos. Muy caro.

Un circuito que permita pasar los 100 canales de telefonía por un par de hilos de cobre.

Multiplexación por división de frecuencia:

Se transmiten los canales con una asignación de 4KHz cada uno.

Así, para los 100 enlaces del ejemplo se necesitarían 400.000 Hz (400 Khz).

Se denomina FDM (Frecuency Division Multiplexation).

Separación entre canales:

Se realiza para que no se solapen las frecuencias de dos llamadas telefónicas.

En FM la separación es de 100 Khz entre cada canal (dos canales de 15 KHz, nombre de la emisora y otra información.

Señales digitales:

Creadas por el hombre.

No se parecen al mensaje que quieren representar o que quieren transmitir.

Pueden tener dos valores o dos niveles. (En general son valores finitos y discretos).

La transición de un valor a otro se tiene que producir en un momento predeterminado.

Se utilizan mucho debido a:

La tecnología digital se ha abaratado.

Al usar repetidores: ruido y distorsiones no se acumulan.

Utilización de la banda ancha.

Seguridad en la información.

Integración de servicios.

Valores de la señal:

Determinados por el fabricante de cada equipo.

Hay estándares según los fabricantes (no hay uno único).

Para la interconexión se utiliza una interfaz y un protocolo.

Transición de la señal:

En telefonía el estándar indica 64000 transiciones/s, corresponde a 15,625 μs.

Los cambios se producen en momentos prefijados y los dos niveles dependen del fabricante.

Las señales digitales se componen de unos y ceros, nivel alto y nivel bajo, que se alternan en momentos predeterminados.

Conversión analógico – digital:

Digitalización:

Proceso que transforma una señal analógica en digital antes de su transmisión.

Para digitalizar una señal se realizan tres actividades:

Muestreo.

Cuantificación.

Codificación.

Muestreo:

Lo primero que se hace en el mundo digital es tomar muestras.

En televisión digital se envían 27 millones de muestras por segundo de cada punto: 13,5 millones su luminosidad, 6,75 + 6,75 millones para los colores Rojo y Azul.

La calidad es proporcional al número de muestras.

Teorema de Nyquist:

”Para poder recomponer una señal analógica a partir de sus muestras, la velocidad de muestreo ha de ser al menos el doble que su anchura de banda”.

O sea, el doble de la frecuencia máxima que se encuentre presente en la señal.

En los CD's: 44100 muestras/s por cada canal.

Cuantificación:

Se debe valorar o cuantificar cada muestra.

Pueden ser voltios o milivoltios.

Codificación:

Representación de un número mediante unos y ceros.

Los ceros a la izquierda no tienen valor.

Los valores van creciendo en un sentido.

El álgebra de Boole utiliza dos cifras para todas las operaciones: el cero y el uno.