Читать книгу Caracterización de los elementos y equipos básicos de instalaciones de telecomunicación en edificios. ELES0208 - José Javier Bermúdez Luque - Страница 11

Como ya se ha adelantado, además de por necesidad, otro de los motivos del auge de las instalaciones singulares en edificios ha sido el paso de la era analógica a la era digital, lo que comúnmente se conoce en el campo de radio y televisión como el paso a la TDT.

Esta evolución no solo ha afectado al sector televisivo, sino que todas las nuevas tecnologías y las telecomunicaciones en general han dado el salto a las comunicaciones digitales.

Por tanto, las emisoras (en el caso de radio o televisión) o los equipos transmisores de telecomunicaciones al aire en general, se tendrán que proveer del equipamiento necesario para acondicionar dichas señales y que puedan ser enviadas en formato analógico o digital.

Comunicaciones analógicas

Las comunicaciones analógicas fueron las primeras que se implantaron. Su modelo matemático es sencillo y muy similar al estudiado sobre la propagación de señales por la atmósfera.

Los dispositivos que generan comunicaciones analógicas lo hacen inyectando impulsos eléctricos a los cables que tienen conectados, para que, posteriormente, una antena los radie por el aire en forma de ondas tal y como las estudiadas.

Para la creación de estos tipos de señales, se necesita poco equipamiento.

Las señales se generan en las emisoras, se radian al aire a través de una antena y los repetidores se encargan de ir repitiendo la señal hasta que llega a los hogares y es captada por las antenas

Ejemplo

Ejemplos claros de estos tipos de comunicaciones se tienen en el teléfono fijo convencional, la televisión analógica, la radio (recibida por los transistores de radio o antenas de TV, no por la TDT, que es digital), los faxes, los datáfonos, etc.

Las señales que genera el correspondiente transmisor o generador de ondas a penas sufren cambios antes de ser radiadas al exterior, al contrario que ocurrirá con las señales digitales, como se verá a continuación.

Centrando el estudio en radio y televisión, se destacarán las señales analógicas de ambos servicios.

Señales analógicas de radio

Su modo de propagación es el aire y, en concreto, saltando a través de los repetidores o incluso desde las emisoras hasta las antenas de los aparatos de radio. De una forma u otra es una propagación terrestre, es decir, la señal siempre viaja a través de elementos situados en la superficie terrestre (ya se estudiará que existe un método vía satélite).

Serían las conocidas AM y FM:

1 AM: corresponde a la abreviatura de Amplitud Modulada, es decir, las distintas emisoras lanzan señales al aire, diferenciándose unas de otras en la amplitud de la señal. De ahí la posibilidad de que existan distintas emisoras, con distintos programas de radio, cada uno con unas señales con distinta amplitud.

2 FM: corresponde a Frecuencia Modulada. En este caso, lo que varía de unas señales a otras es la frecuencia. Cada emisora de radio lanza al exterior sus señales a una frecuencia distinta, para que, en los receptores de radio, se pueda sintonizar la deseada. Corresponden concretamente al rango de frecuencias de 87 a 108 MHz.

Las señales AM varían unas de otras en amplitud y las FM en frecuencia

Actividades

6. Buscar información sobre los distintos tipos de comunicaciones analógicas que se pueden encontrar en la vida cotidiana.

7. Observar cómo una radio FM dispone de una escala de frecuencias 87-108 MHz, que corresponderían a todos los tipos de señales que ese dispositivo sería capaz de recibir y reproducir.

Señales analógicas de televisión

Las señales analógicas de televisión también se propagan a través de elementos situados sobre la superficie terrestre (repetidores de televisión, antenas terrestres, etc.). En la fase de recepción, las antenas destinadas a captar señales de televisión serán distintas a las de radio, ya que son señales con diferentes propiedades.

Igual que las emisoras de radio tienen que adaptar sus señales para ser propagadas por el aire y que se puedan reproducir en los transistores de radio de los hogares, en la televisión ocurre lo mismo. Las emisoras de televisión lanzan al exterior señales adecuadas para que se puedan radiar por la atmósfera y se puedan reproducir en los televisores, en base a dos formatos:

1 NTSC: es el sistema usado principalmente en EE.UU. y sus señales son creadas en las emisoras para reproducciones en la televisión de hasta 29,9 fotogramas por segundo.

2 PAL: este es el modelo usado en Europa y sus señales pueden originar emisiones de hasta 25 fotogramas por segundo.

La calidad de las emisiones televisivas, además de los fotogramas por segundo (a mayor número de fotogramas por segundo, las imágenes son más reales), se miden por las líneas de televisión o LTV. Es decir, una televisión analógica, cuantas más líneas de televisión contenga, más nítida será su imagen.

Comunicaciones digitales

Las comunicaciones digitales han sido la revolución que ha provocado el auge y el crecimiento de las nuevas tecnologías en la mayoría de los sectores profesionales.

No dejan de ser señales propagadas por algún medio, con unos orígenes similares a los estudiados, pero incluyen la novedad de que los impulsos eléctricos que representan las ondas estudiadas se convierten a ceros y unos, siendo estos la cantidad mínima de información que se transmite a los dispositivos que hablan en digital.

Señal digital

Es decir, a las ondas que normalmente generaban los dispositivos transmisores se les dará una vuelta de tuerca más y se codificarán en ceros y unos. Así, una gráfica que represente una señal con su amplitud, su fase, su periodo, etc., tendrá su correspondiente gráfica equivalente de ceros y unos.

Definición

Codificación digital

Se entiende por codificación al proceso de conversión de un sistema de datos de origen a otro sistema de datos de destino. En el caso de las señales estudiadas, con la codificación digital se estará traduciendo una señal analógica con su fase y amplitud definidas a su equivalente en formato de ceros y unos.

Codificación digital de una señal analógica

Para convertir una señal analógica en digital, se establece un criterio, es decir, una regla que defina como va a ir produciéndose la conversión de analógico a digital.

Ejemplo

En este caso en concreto, se ha considerado que, mientras que la onda permanezca con valores de amplitud positivos, su traducción a digital será 1, y, en los negativos, un 0.

Cada sistema necesitará de unos criterios y las conversiones se realizarán según las necesidades.

Codificación digital de una señal analógica, en la que las crestas ascendentes han sido traducidas a unos y las descendentes a ceros

Por tanto, hoy día, las máquinas, los dispositivos, los aparatos electrónicos, etc., son elementos que hablan y se entienden entre ellos a través del lenguaje de los ceros y unos.

Ejemplo

Para enviar un mensaje por el móvil, por ejemplo, los caracteres son traducidos a impulsos eléctricos y estos impulsos, a su vez, codificados a ceros y unos, por lo que la A podría equivaler a la secuencia 0001, la B al 0002 y así sucesivamente.

Cada sistema tiene su forma de codificación a ceros y unos, pero lo que sí es común para todos son una serie de conceptos que convendría tener muy claros, como son los que se describen a continuación.

Bit

Es la unidad mínima de información que pueden intercambiar dos equipos electrónicos. Toda la información que sea capaz de procesar un dispositivo digital (un documento, un correo electrónico, una fotografía, un vídeo, etc.) y desee transmitirla hacia otro equipo receptor, hacia internet, etc., viajará por el medio correspondiente (cableado o no) en forma de ondas codificadas en ceros y unos a una determinada velocidad. Cada cero o uno, se dice que es un bit de información. Existirán, por tanto, unos equipos, que se estudiarán más adelante, encargados de traducir la información real que se desee transmitir a otro dispositivo, a un código de ceros y unos, denominado código binario (por ejemplo la emisora que desea enviar un programa televisivo en formato digital para que la reciban otras personas en sus hogares). Igualmente, deben existir unos equipos que realicen la operación contraria, es decir, que conviertan los ceros y unos recibidos a información real: vídeos, imágenes, audios, etc., entendibles por el ser humano.

Definición

Código binario

Lenguaje compuesto únicamente por dos elementos, ceros y unos. La numeración natural sería un código decimal, ya que la componen 10 elementos, del 0 al 9.

Unidades de medida de la velocidad

Toda esa información codificada en ceros y unos viajará a unas determinadas velocidades, dando así origen a las unidades Kbps, Mbps, Gbps, etc. Estas son unidades de medida de velocidad de información para comunicaciones digitales. Significan kilo bits por segundo, mega bits por segundo y giga bits por segundo, respectivamente. El bit, como unidad que es, tiene sus respectivas escalas de mil, millón, etc., por tanto, 1 Kb estará haciendo referencia a 1.000 bits, 1 Mb a un millón de bits y 1 Gb a mil millones de bits. Por tanto, hablar de 1 Kbps estará indicando, en una comunicación, que los datos transmitidos lo hacen a una velocidad de 1.000 bits cada segundo. Igualmente, con 1 Mbps, se estaría hablando de velocidades de transmisión de 1 millón de bits cada segundo, y así sucesivamente con toda la escala.

Son ceros y unos la información que intercambian los equipos digitales.

Sabía que...

En muchas ocasiones, la velocidad de envío de información se puede usar para medir otro parámetro, como es la cantidad de información que se puede enviar a la red. Este parámetro es denominado ancho de banda.

Televisión y radio digital

La comunicación digital ha sido la última revolución experimentada en estos servicios. Hasta ahora, las comunicaciones de radio y televisión eran analógicas, pero los últimos avances experimentados han provocado la emisión de señales en formato digital, con el aumento de calidad y definición que ello conlleva.

Al hablar de digital, no se puede hacer en base a líneas de televisión (LTV) como en las comunicaciones analógicas. En este caso, se hablará de los famosos píxeles y, cuantos más tenga un televisor, una pantalla de ordenador, una cámara, etc., las imágenes serán más nítidas, tendrán mejor resolución. Un píxel, al fin y al cabo, no es más que millones de ceros y unos, que, traducidos a información entendible, forman pequeños cuadraditos de imágenes.

La televisión y la radio digitales se difunden a los hogares en base a dos plataformas:

1 TDT: la televisión digital terrestre se basa en la emisión de señales a través de elementos instalados en la superficie terrestre, como antenas, repetidores, etc.

2 Televisión satelital: para este tipo de comunicaciones, las señales viajan hasta el satélite desde las emisoras en donde se originan y descienden hasta los hogares abonados a dicha plataforma, necesitando estos antenas parabólicas para su captación (por ejemplo, en España, la plataforma que difunde las emisiones es Canal +).

Sabía que...

El sistema TDT fue ideado de forma que nadie tuviera que cambiar su antena de siempre. Son comunicaciones digitales (ceros y unos), pero, justo antes de que la señal en forma de ceros y unos sea radiada por la antena de la emisora de televisión, sufre otra transformación consistente en modelos matemáticos muy complejos, que aportan como resultado final la posibilidad de conservar antenas antiguas en origen y destino para las comunicaciones digitales.

Actividades

8. ¿Qué elemento, tan común en los hogares y que todo el mundo ha tenido que adquirir para ver la TDT o la televisión digital, no se ha mencionado todavía? Buscar información sobre la misión de este dispositivo.

9. Reflexionar sobre la misión que tendrá el decodificador. Pensar que si la codificación era la transformación de información a ceros y unos, la decodificación será...

Aplicación práctica

Imagine que, en su empresa de telecomunicaciones, tienen un problema con un equipo transmisor de señales digitales y necesitan conocer la codificación exacta que envía por el cableado, para cerciorar que está transmitiendo la información digital deseada. El equipamiento dispone de una hoja de datos que informa que, originariamente, el equipo genera una onda analógica, como la representada en la figura, y, a partir de esta, se genera la información digital, en base a los umbrales a y b. Concretamente, el equipo enviará ceros o unos, en cada paso de la señal analógica por a y b, alternados.

¿Qué información digital se está enviando?

Señal analógica

Solución

Si el manual del transmisor expone que, en cada paso de la señal analógica por a o b alternados, el dispositivo lo codifica a cero o uno, habría que considerar cuándo la señal pasa por a, interpretar 1, y, hasta que no pase por b, no cambiar a 0. De esta forma, la señal digital que se originaría quedaría de la siguiente forma:

Codificación de analógico a digital en cada paso por a y b alternados