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APUNTES DE COMUNICACIONES 1

ELABORADO POR: MIGUEL ÁNGEL ALVARADO CRUZ


ELABORO: MIGUEL ANGEL ALVARADO CRUZ 2

ÍNDICE

Capítulo 1. Análisis de señales en el dominio del tiempo…………………………....4

1.1 Terminología………………………………………………………………….5

1.1.1 Información………………………………………………………5

1.1.2 Mensaje…………………………………………………………..6

1.1.3 Señal……………………………………………………………...6

1.1.4 Comunicación……………………………………………………6

1.1.5 Sistema de comunicación………………………………………7

1.1.6 Sistema funcional de comunicación…………………………..7

1.1.7 Transmisor……………………………………………………….7

1.1.8 Medio de transmisión…………………………………………..8

1.1.9 Receptor…………………………………………………………8

1.1.10 Interferencias……………………………………………………9

1.1.11 Señales………………………………………………………….10

1.1.12 Análisis de Fourier……………………………………………..14

Capítulo 2. Análisis de señales en el dominio de la frecuencia…………………….16

2.1 Representación en todo el tiempo de señales aperiódicas…………….16

2.2 Dominio del tiempo y de la frecuencia……………………………………19

2.3 Función de densidad espectral…………………………………………....20

2.4 Existencia de la transformada de Fourier………………………………...22

Capítulo 3. Introducción a las comunicaciones…………………………………….…25

3.1 Introducción………………………………………………………………....25

3.2 Los dispositivos digitales en el imaginario de la comunicación………..29

3.3 El empleo de los dispositivos digitales en la comunicación…………....30

3.4 Vigilar el entorno……………………………………………………….…...30

3.5 Correlación de elementos………………………………………………….33

3.6 Intranet…………………………………………………………………….…34

3.7 Extranet…………………………………………………………………...…35

3.8 Desarrollo del sistema nervioso digital………………………………...…35

3.9 Comunicaciones Institucionales de marketing…………………………..41

3.10 Comunicaciones organizativas………………………………………….42

3.11 Comunicaciones Institucionales con públicos financieros………….…43

3.12 Comunicaciones institucionales digitales…………………………….…44

3.13 Humanismo………………………………………………………………..45



Capítulo 4. Las comunicaciones digitales…………………………………………...49

4.1 Introducción……………………………………………………………..…49

4.2 Comunicación digital……………………………………………………...52

Capítulo 5. Transmisiones digitales por radio……………………………………….63

5.1 Señales analógicas y digitales…………………………………………...63

5.2 La lógica en las comunicaciones……………………………………..…65

5.3 bits, bytes y caracteres………………………………………………..….67

5.4 Transmisiones de datos, conceptos básicos…………………………...69

5.5 Modos de explotación de una conexión de datos……………………...75

5.6 Concepto de protocolo…………………………………………………...76

5.7 Velocidad de una transmisión digital…………………………………...76

5.8 Transmisiones por canales analógicos………………………………....78

5.9 Caso de las transmisiones por radio……………………………………81

Capítulo 6. Comunicaciones Ópticas……………………………………………..…93

6.1 Introducción……………………………………………………………….93

6.2 Ganancia óptica…………………………………………………………..94

6.3 Realimentación y efecto umbral………………………………………..96

6.4 Funcionamiento de laser……………………………………………..…99

6.5 Característica luz – corriente……………………………………….…101

6.6 Respuesta transitoria…………………………………………………..103

6.7 Modulación………………………………………………………………105

6.8 Aplicación interactiva ………………………………………………….108



ANÁLISIS DE SEÑALES EN EL DOMINIO DEL TIEMPO- LA SERIE DE FOURIER

Introducción

Difícilmente se puede negar el papel definitivo que las comunicaciones juegan en el

desarrollo económico, político y social de los países. Toda la estructura financiera,

administrativa, industrial, comercial, de servicios, etc., de una nación se sustenta de

manera vital en las redes de comunicación, que constituyen algo así como la savia de

un organismo viviente que transporta a todos sus rincones los elementos esenciales

indispensables para el sostenimiento y activación de su vida. Las redes de

comunicación del mundo entero están constituidas por gran variedad de sistemas de

comunicación como son los sistemas de comunicación como los sistemas telegráficos,

telefónicos, de facsímil, de radiodifusión, de televisión, de transmisión de datos, de

microondas, de radar, etc., en los que se emplean técnicas diversas que van desde la

simple transmisión de corriente continua modulada directamente en un micrófono de

carbón hasta las sofisticadas técnicas de transmisión vía satélite, o las técnicas de

transmisión por fibra óptica en donde un rayo de luz monocromática se modula con la

información que se quiere transmitir. Los fenómenos, procesos y principios que existen

detrás de todos estos sistemas y técnicas, así como la sorprendente tecnología que se

emplea actualmente para

Su constricción hace de las comunicaciones eléctricas un campo fascinante de

actividad para el hombre. Un campo en el que, como por arte de magia, cualquier

“pedazo” de información, ya sea en la forma de texto, de voz, imágenes o cualquier

otra entidad física (o su equivalente eléctrico) puede aparecer casi al instante en

cualquier parte del globo terrestre y, con unos cuantos segundos más de retraso, en

cualquier punto de nuestro sistema solar, habiéndose producido a miles o millones de

kilómetros de ese punto.

El objetivo de este curso es comprender y aprender a manejar los principios generales

en que se basa la mayoría de estos sistemas para dominar los fenómenos que en

ellos se realizan así como las leyes que los rigen con el objeto de aplicarlas en las

soluciones óptimas de los problemas de comunicaciones eléctricas. El elemento

esencial, común a todos estos sistemas, es la información y el objetivo común de

todos ellos es su transmisión. En la primera parte del libro nos dedicaremos al estudio

de la información para establecer los métodos que nos permitirán especificarla con

precisión. Pero ¿qué es información, qué es señal, qué es mensaje, que es

comunicación? Para empezar, conviene establecer el significado de estos y otros



términos comunes de la teoría de la Comunicaciones con objeto de tenerlos

claramente definidos y que nos sirvan como base de arranque para nuestro estudio.

Terminología

A continuación daremos el significado de algunos términos comunes en

comunicaciones desde el punto de vista de la teoría de la Comunicación.

Información

La interpretación que comúnmente se da al término información es la de algo que

proporciona cierto conocimiento o tiene algún significado. También representa

determinada noticia que puede afectar o no el comportamiento del sujeto que la recibe.

Sin embargo, en comunicaciones el concepto de información se define en forma

matemática precisa y constituye una cantidad medidle que incluso se utiliza para

cuantificar y comparar sistemas en función de su capacidad de transmitir información.

Más adelante se verá que la cantidad C de información (o capacidad de canal) se

expresa mediante la ecuación de Shannon:

C = Blog2 (1+RSR) bit/seg (1.1)

En donde B es el ancho de banda del canal y RSR es la relación señal ruido en el

sistema.

La transmisión de información mediante un sistema eléctrico de comunicaciones se

hace utilizando señales eléctricas. La información queda implícita en las variaciones

de la señal; es decir, para la transmisión de información se necesita que las señales

varíen en el tiempo. Esto es intuitivamente obvio, ya que si la señal es constante o

varía en forma regular no puede portar información o porta muy poca información. Por

ejemplo, supóngase que alguien se encuentra en un edificio y prende una lámpara

para indicarle a alguna persona en otro edificio de su presencia en el primero. En el

momento de prender la lámpara se envía información, es decir, el mensaje de que el

primer individuo está ahí. Durante el tiempo en que la lámpara permanece prendida la

señal no cambia y el mensaje es el mismo, esto es, no se envía más información. Sin

embargo, cuando el individuo apaga la lámpara, la señal cambia y se envía nueva

información hacia el otro edificio, el mensaje de que el primer individuo se retira. Así,

podemos intuir que son los cambios o variaciones de la señal lo que representa la

información.



En estudios más avanzados se demuestra que la información está estrechamente

relacionada con la probabilidad de ocurrencia de los eventos. Es decir entre más

impredecible es la variación de la señal más información porta.

Mensaje

Si vamos a manejar información, evidentemente debe existir la fuente de esa

información. Una fuente de información se caracteriza por la manifestación física que

la define como tal. La manifestación física de la información se conoce como mensaje.

El tipo de fuente de información se determina por la naturaleza del mensaje se genera;

la fuente puede ser el hombre mismo o estar constituida por diferentes dispositivos o

arreglos físicos. La naturaleza de los mensajes puede ser muy variable; algunos

ejemplos de forma de mensajes son: serie de símbolos o letras, palabras escritas,

perforaciones en clave sobre tarjetas, la voz, la música, imágenes, niveles de

humedad, de temperatura en determinado proceso o en la superficie de algún planeta,

etcétera.

Señal

Para que un sistema eléctrico de comunicaciones pueda transmitir apropiadamente los

mensajes, se requiere que éstos adopten la forma eléctrica. En consecuencia, cuando

la fuente de información entrega mensajes no eléctricos se requiere de un transductor

adecuado para convertir el mensaje en señal; es decir en una cantidad eléctrica

análoga o equivalente a la forma original del mensaje. Esta cantidad eléctrica puede

ser voltaje o corriente que se adaptan mejor, por su facilidad de control y alta velocidad

de desplazamiento, a las operaciones que el mensaje debe sufrir en el sistema para su

transmisión. Evidentemente, en el extremo receptor se requiere otro transductor para

regresar la señal a la forma original del mensaje. La transducción no debe afectar el

contenido de frecuencias del mensaje, de modo que la señal a la salida del transductor

mantiene la banda original de frecuencias de la información, se dice que la señal es de

banda base.

Comunicación

Es el proceso mediante el cual se transfiere información desde un punto llamado

transmisor o fuente hasta otro punto llamado receptor o destino. En comunicación

eléctrica se considera siempre al transmisor separado del receptor por distancias

considerables que van desde unos cuantos metros o kilómetros hasta miles o millones

de kilómetros. Es ya una realidad la comunicación con naves espaciales que circundad

algunos planetas del Sistema Solar desde donde se envía hacia la tierra información



que permite determinar las condiciones de esos ámbitos. El término comunicación

implica reciprocidad en el proceso, y por tanto se requiere la transferencia de

información en el otro sentido para configurar un verdadero canal de comunicación.

Sistema de comunicación

Es el conjunto de dispositivos que constituyen el eslabón de información entre la

fuente y el destino. Un sistema eléctrico de comunicación es aquel que realiza esta

función principalmente, aunque no exclusivamente, con dispositivos y fenómenos

eléctricos. El propósito primordial que se persigue en le diseño de un sistema de

comunicación es lograr que el sistema entregue en el punto de destino los mensajes

en tal forma que difieran lo menos posible de los mensajes que originalmente se

transmiten, cualesquiera que éstos sean.

Subsistemas funcionales de comunicación

En términos generales, un sistema completo de comunicación está integrado por los

subsistemas funcionales que se ilustran en la figura 1.1, en la que se incluyen los

transductores del transmisor y del receptor. A continuación describiremos muy

brevemente la función de cada subsistema.

Transmisor

El transmisor se encarga de adaptar la señal al medio de transmisión específico, con

el objeto de lograr transmisiones más eficientes. Para esta adaptación se necesita

realizar en el transmisor diferentes operaciones de procesamiento de la señal entre las

cuales la más importante es la modulación. Este proceso, indispensable para acoplar

de manera eficiente la señal con el medio de transmisión se estudiará con detalle en

este curso. Sólo diremos aquí que existe buen número de problemas de transmisión

que se han podido resolver gracias a la modulación y que es este fenómeno el que ha

permitido llevar los sistemas de comunicación a su nivel considerablemente elevadote

desarrollo. Además del modulador, otras partes que integran el transmisor son: filtros,

amplificadores, antenas, etc.

mensaje

señal(banda base)

señal transmitida

señal recibida

señal(banda base)

mensaje recuperado



Medio de transmisión

Constituyen el enlace físico entre el transmisor y el receptor permitiendo que la señal

se transmita, a través de él, desde la fuente hasta el destino. La constitución física del

medio de transmisión determina el tipo de transmisión a emplear; por ejemplo, si el

medio es con base en conductores, la transmisión es eléctrica; si es el espacio

atmosférico, la transmisión es electromagnética; si son fibras ópticas, la transmisión es

luminosa, etc. La característica principal común a todos los medios de transmisión es

su atenuación, es decir el decremento progresivo de la potencia de la señal con la

distancia. Este es un factor importante que se debe considerar en el diseño de

sistemas de comunicación particularmente en aquellos designados para operar sobre

grandes distancias como son los sistemas vía satélite.

Receptor

Este subsistema se encarga de extraer del medio de transmisión de la señal que se

transmite y efectuar las operaciones contrarias a las del transmisor para regresar la

señal (no el mensaje) a su condición inicial. Esta señal se aplica entonces al

transductor para la recuperación del mensaje. Esta operación de restituir la señal a su

condición inicial (banda base) constituye la función medular del receptor y es lo que se

conoce como demodulación o detección. Sin embargo, debido a la atenuación, la

amplificación es también operación importante del receptor, pero debe de tenerse

cuidado con ella porque sólo será efectiva si se satisface la condición requerida de

señal con respecto ruido existente en el sistema. Expliquemos esta cuestión: si en la

transmisión la potencia R del ruido es relativamente pequeña, se requiere menor nivel

de potencia S de señal para que el receptor pueda desempeñar su trabajo de

recuperación de la señal con suficiente grado de precisión o seguridad; minimizar la

potencia de la señal que se transmite implica mayor eficiencia del sistema. Por otro

lado, si la potencia R de ruido es grande se debe incrementar la potencia S de la señal



para conseguir la misma confiabilidad de operación del receptor. En conclusión, es la

relación entre la potencia de la señal y la potencia del ruido, y no propiamente los

niveles individuales de S y de R, lo que importa en la transmisión, pues un amplificador

con ruido y señal a su entrada amplificará tanto el ruido como la señal y sólo si la

relación S/R es lo suficientemente grande será útil la amplificación. Así, la relación S/R

de señal a ruido constituye un parámetro importante en el diseño y operación de los

sistemas de comunicación.

Interferencias

Las interferencias constituyen factores indeseables que de diversas maneras se

manifiestan sobre las señales que se transmiten modificando el contenido de

información de la señal. Actúan, pues, como verdaderos transgresores de la

transmisión, por lo que el estudio de las técnicas para minimizar sus efectos constituye

uno de los más importantes objetivos de los ingenieros de transmisión. Se entiende

por interferencias a cualquier señal, ajena o no al sistema, que se mezcla con la señal

que se transmite provocando perturbaciones en ella, es decir, modificaciones

indeseables en su contenido de información. Se pueden distinguir tres tipos de

interferencias que se conocen como: distorsión, diafonía y ruido.

Distorsión: se manifiesta como deformación de la señal y es generada por el propio

sistema debido a que no responde en forma perfecta a la señal que se transmite. La

distorsión alguna pero, si ésta no rebasa determinado nivel, puede conseguirse una

comunicación suficientemente buena.

Diafonía: son perturbaciones que sufre la señal por efecto de señales ajenas al

sistema pero de forma similar a la señal deseada, por lo que normalmente son

intangibles. Estas señales por lo general son producto de equipos fabricados por el

hombre. Como ejemplo se puede presentar el caso en que una estación de radio se

induce en una comunicación telefónica.

Ruido: son señales aleatorias o imprescindibles que se agregan a la señal de

información provocando su deformación parcial o total. Estas señales generalmente

son producto de fenómenos naturales tanto del sistema como fuera de él. El ruido

intergaláctico y el ruido térmico son ejemplos de señales de ruido. La característica

principal del ruido es que nunca se puede eliminar por completo del sistema. En

consecuencia, es éste el principal dolor de cabeza para los ingenieros que se

encargan de diseñar sistemas de comunicación.



Señales

Definimos como señal la manifestación eléctrica de la información. Es decir, es una

cantidad eléctrica, como voltaje o corriente, que constituye la analogía eléctrica del

mensaje que se desea transmitir. Se definen dos clases generales de señales:

determinísticas y no determínisticas. Las determínisticas son aquellas cuya ley de

variación se conoce; por el contrario, si la señal no se puede predecir, es decir, su ley

de variación se desconoce se dice que es no determinística.

a) señal sinusoidal b) señal no sinusoidal

(diente de sierra)

Existen dos tipos de señales determínisticas: las sinusoidales y las no sinusoidales.

La figura anterior ilustra dos ejemplos de señales determínisticas. La señal sinusoidal

es función continua, es decir, para cada valor de t existe un valor finito de la señal. La

señal no sinusoidal puede ser discontinua, esto es, existen ciertos valores de t para

los cuales el valor de amplitud de la señal es indefinido como es el caso de la onda

diente de sierra de una de las fig. anteriores. Nótese que estamos empleando la

palabra onda como sinónimo de señal, pero, en forma más precisa, definiremos onda

como la representación esquemática de la señal que corresponde también al concepto

matemático de función.

Otra división que se establece de las señales determínisticas es en periódicas y no

periódicas.

Señales periódicas. Son todas aquellas funciones que satisfacen la condición:

f(t)=f(t+T)



en donde T es el periodo de la señal.

Señales no periódicas son aquellas que no se repiten. Un solo pulso del diente de

sierra de la figura anterior constituiría una señal no periódica (o aperiódica).

Una clasificación más de las señales determínisticas es en analógicas y digitales.

Una señal analógica se distingue por su continuidad en el tiempo y por que aun dentro

de un rango finito de amplitud la señal posee un número infinito de valores.

La señal digital, por otro lado, es una señal discreta cuya estructura se basa en pulsos

que pueden adoptar sólo un número finito de valores de amplitud (pulsos digitales). La

siguiente figura muestra un ejemplo de señal analógica y digital (binaria).

a) Analógica b) digital binaria

Nuestro mundo está lleno de señales, tanto naturales como las que produce el

hombre. Algunos ejemplos son la variación en la presión del aire cuando hablamos, los

ascensos y descensos diarios de la temperatura y las señales eléctricas periódicas

que genera el corazón. Las señales representan información. A menudo, las señales

no llevan directamente la información necesaria y es posible que no estén libres de

perturbaciones. Es en este contexto que el procesamiento de señales forma la base

para resaltar, extraer, almacenar o transmitir información útil. Las señales eléctricas

quizás ofrecen el ámbito más amplio para tales manipulaciones. De hecho, es común

convertir las señales en forma eléctrica para su procesamiento.



El valor de una señal, en cualquier instante, corresponde a su amplitud (instantánea).

El tiempo puede asumir un continuo de valores, t, o valores discretos, nts, donde ts es

un intervalo muestreado y n es un entero. La amplitud también puede tomar valores

continuos o estar cuantizada en un número finito de niveles discretos entre sus

extremos. Esto resulta en cuatro tipos posibles de señales, como se muestra:

La música que usted escucha de un reproductor de discos compactos (CD) debido a

cambios en la presión del aire causados por la vibración en el diafragma del altavoz es

una señal analógica por que la variación de la presión es una función continua del

tiempo. Sin embargo, la información almacenada en el disco compacto estás en forma

digital. Ésta debe procesarse y convertirse en una forma analógica antes de que

pueda escucharse la música. Un registro del aumento anual de la población mundial

describe tiempo medido en incrementos de uno (año), y el aumento poblacional se

mide en incrementos de uno (persona). Esto es una señal digital con valores discretos

tanto para el tiempo como para la población.

XQ(t)

t

Señal cuantizada

XQ[n]

n

Señal digital

x[n]

n

Señal muestreada

x(t)

t

Señal analógica



Las señales analógicas han sido tema de mucho estudio en el pasado. En décadas

recientes, las señales digitales han recibido una atención cada vez más amplia. Puesto

que son números, pueden procesarse por medio de los mismos circuitos lógicos

utilizados en computadores digitales.

Dos esquemas conceptuales para el procesamiento de señales se ilustran abajo. El

procesamiento digital de señales analógicas necesita que usemos un convertidor

analógico a digital (ADC) para muestrear la señal analógica antes del procesamiento y

un convertidor digital a analógico (DAC) para convertir la señal digital procesada de

nuevo a la forma analógica.

Procesamiento digital de señales analógicas

Pocas tecnologías han revolucionado el mundo tan profundamente como las basadas

en el procesamiento de señales digitales. Por ejemplo, la tecnología de música

grabada fue, hasta hace poco, completamente analógica de principio a fin, y la fuente

comercial mas importante de música grabada solía ser el disco LP (larga duración).

La llegada del disco compacto digital ha cambiado todo en sólo unos cuantos años y

ha hecho al disco de larga duración prácticamente obsoleto. El procesamiento de

señales, tanto analógicas como digitales, forma el corazón de esta aplicación y de

muchas otras.

El muestreo de señales analógicas es muchas veces un asunto de necesidad práctica.

Constituye también el primer paso en el procesamiento de señales digitales (DSP).

Para procesar una señal analógica por medios digitales, debemos convertirla en una

señal digital en dos pasos. Primero, debemos muestrearla, por lo común en intervalos

Procesador

de señal

Señal

analógica

Señal

analógica

Procesamiento de señal analógica

analógica ADC PROCESADOR DE

SEÑAL DAC

señal

Digital

señal

Digital

señal señal

Analógica



uniformes ts. La cantidad discreta nts se relaciona con el índice entero n. luego,

debemos cuantizar los valores de la muestra (amplitudes). Tanto el muestreo como la

cuantización conducen a una pérdida potencial de información. La buena noticia es

que la señal puede muestrearse sin pérdida de información si es de banda limitada a

una frecuencia más alta fB y muestreada a intervalos menores que 1/2fB . Éste es el

célebre teorema de muestreo. La mala noticia es que la mayoría de las señales no

son de banda limitada e incluso un intervalo de muestreo pequeño tal vez no sea lo

suficiente pequeño. Si el intervalo de muestreo supera el valor critico 1/2fB, un

fenómeno conocido como alias se manifiesta por sí solo. Componentes de la señal

analógica a las altas frecuencias aparecen (por el alias) a bajas frecuencias en la

señal muestreada. Esto resulta en una señal muestreada con una menor frecuencia

máxima. Los efectos de alias son imposibles de suprimir una vez que se adquieren las

muestras. Por ello es común limitar la banda de la señal antes del muestreo

(empleando filtros pasa bajas).

El procesamiento numérico mediante computadoras digitales requiere datos finitos con

precisión finita. Debemos limitar las amplitudes de la señal a un número finito de

niveles. Este proceso, denominado cuantización produce efectos no lineales que

pueden describirse sólo en términos estadísticos. La cuantización conduce asimismo a

una pérdida irreversible de información y se considera casi siempre solo en la etapa

final en cualquier diseño. Por tanto, en términos tiempo discreto (DT), muestreo y

digital se usan como sinónimos.

Análisis de señales por el método de Fourier (análisis armónico)

La excitación sinusoidal de circuitos o sistemas lineales permite la respuesta de ellos,

pues la señal de excitación está definida en cada uno de sus puntos. Por el contrario,

la excitación no sinusoidal de un sistema impide determinar su respuesta, pues

aunque la señal de excitación puede estar bien definida, sus puntos de discontinuidad

no permiten determinar el comportamiento del sistema. El diente de sierra es ejemplo

típico de la excitación no sinusoidal.

El análisis de Fourier establece que cualquier señal no sinusoidal periódica se puede

expresar como suma de un número infinito o finito de funciones sinusoidales. Ahora

bien, recordaremos que el principio de superposición, al que obedecen todos los

sistemas lineales, especifica que cuando un sistema queda sometido a un conjunto de

excitaciones, la salida total del sistema (respuesta) es la suma de las respuestas a

cada una de las excitaciones individuales. En consecuencia, el análisis de Fourier y el

teorema de superposición proporcionan un método para determinar la respuesta de



sistemas lineales sometidos a extorsiones no sinusoidales. De aquí la importancia del

análisis de las formas de onda por el método de Fourier.



ANÀLISIS DE SEÑALES EN EL DOMINIO DE LA FRECUENCIA -TRANSFORMADA

DE FOURIER

Representación en todo el tiempo de señales aperiódicas-transformada de

fourier

En el capitulo anterior aprendimos a representar cualquier señal determinìstica

mediante su serie de Fourier en el intervalo de tiempo T0 Hemos aprendido también

que esta representación es valida en todo tiempo, desde menos hasta más infinito, si

la señal es periódica. Extenderemos ahora esta representación para el caso de las

señales aperiodicas. Supóngase que ahora deseamos representar a f(t) mediante la

serie exponencial de Fourier de tal manera que la representación sea válida en todo

Tiempo desde -∞ hasta + ∞. Para esto, hagamos el siguiente razonamiento. Con base

en el pulso f(t) de la fig. 2. La construyamos la señal periódica fT0 (t) de la figura 2.1b

Sabemos que la serie exponencial de Fourier que representa a fT0 (t) es válida en todo

el eje del tiempo desde -∞ hasta + ∞ y que esta validez es independiente del valor de

T0. Así, al incrementar el valor del periodo T0 los pulsos de fT0 (t) se separan cada vez

más y en el límite, cuando T0 ∞ la señal periódica es también la señal aperiòdica

f(t); es decir:

)(lim)( tftf (2.1)

Esto es, que en el límite las dos señales son iguales y por lo tanto tienen la misma

serie de Fourier válida en todo el eje real del tiempo. En esta forma, mediante el

proceso de límite haciendo que T0 ∞ es posible pasar de la señal periódica a la

aperiòdica. Resta ahora estudiar como se modifica la expresión matemática del

espectro, es decir que forma adoptan los coeficientes Fn y cómo se transforma la serie

exponencial de Fourier con este proceso de límite. Para esto recordemos la serie

exponencial de fT0 (t)

En donde:

ljn

n

nTooeFtF

)(



dtetfTo

FToto

to

jn

Ton

l

0)(1

Es importante recordar que 00 /2 T es el espaciamiento de las componentes de

frecuencia en le espectro de fT0(t). Las ecuaciones anteriores también se pueden

escribir como:

ljn

n

nTooeF

Ttf

0

1)(

(2.2)

Con

dtetfTo

FT

to

jn

Ton

l

2/0

0

2/)(

1

(2.3)

Y como 00 /2 T (2.2)

02

1)(

0

ljn

n

ToeFntF

(2.4)

Cuando 0,0 T por lo que se le puede representar como .Es decir, a

medida que T0 aumenta aparecen más armónicas en el espectro y, en el límite cuando

0T ,el espectro Fn se convierte en función continua de 0n que ahora se

transforma en variable continua, es decir, )(0 FyFn n . Así,

nT

FF

0

lim)(

En resumen, cuando 0T



)()(

)(

0

0

tftf

FF

n

T

n

Así, de (2.1) y (2.4)

n

ljn

nT

eFtf 0

0 2

1lim)( (2.5)

El segundo miembro de esta ec. Constituye la definición de la famosa integral de

Riemann. Por lo tanto,

deFtF lj

)(2

1)( (2.6)

De igual manera, de (2.3) y (2.5)

detfF

T

T

ljn

TT

2/0

2/0

0

00

)(lim)(

dtetfF tj

)()( (2.7)

La ecuación (2.6) constituye la representación de f(t), la señal aperiòdica, en términos

de señales exponenciales en todo el intervalo de tiempo (-∞ , +∞). Como se ve, se

trata ahora de una suma continua (integral) de exponenciales de frecuencia . La



amplitud de las componentes es proporcional a )(F por lo que )(F constituye el

espectro de frecuencias de f(t);se le llama función de densidad espectral o

simplemente espectro de f(t). )(F se calcula con la ecuación (2.7) y, como se ve, es

ahora función continua de ; hay un número infinito de armónicas en el espectro de

f(t). )(F se conoce, matemáticamente, como transformada directa de fourier de f(t).

La ecuación (2.6) es la transformada inversa de Fourier de )(F , es decir f(t) es la

transformada inversa de Fourier de )(F . Las ecs. (2.6)(2.7) se conocen como par de

transformadas de Fourier; simbólicamente se les representa por

)()()()( 1 FtyftfF

Así

dtetfFtf lj

)()()( (2.8)

dteFtfF lj

)(2

1)()(1

(2.9)

La transformada directa, ecuación (2.8), establece que conociendo f(t) basta con

someterla a la operación indicada (integral de Fourier) para encontrar su espectro

)(F . Es decir, especificada f(t) en el tiempo se puede calcular su representación en

el dominio de la frecuencia. Por lo contrario, la ecuación (2.9) establece que si lo que

se especifica es el espectro, operándolo como lo indica el segundo miembro de (2.9)

es posible encontrar la función del tiempo correspondiente.

Dominio del tiempo y de la frecuencia

En lo que acabamos de estudiar, se ha concluido que )(F , la transformada de

Fourier de f(t), representa las magnitudes relativas de las diferentes armónicas de f(t).

En consecuencia, )(F constituye la representación de f(t) en el dominio de la

frecuencia, es decir especifica el espectro de frecuencias de f(t). Por otro lado, ya se

ha mencionado que la representación en el dominio del tiempo define a la señal en

cada instante de tiempo. Ambas representaciones especifican en forma única a la

señal. Así, se tiene dos formas de especificar las señales: en el dominio del tiempo y

en el dominio de la frecuencia.



Función de densidad espectral

El espectro )(F , o función de densidad espectral, en general es función compleja

por lo que su expresión es del tipo

)()()( jeFF (2.10)

En consecuencia, se requieren dos diagramas para la representación esquemática de

la función de densidad espectral )(F : el espectro de magnitud I )(F I y el espectro

de fase )( . Sin embargo, existen algunos casos particulares en donde )(F es

sólo real o solo imaginario y entonces únicamente se necesita un diagrama. Otra

forma de expresar la densidad espectral es:

)()()( jXRF (2.11)

Ejemplo

Demostrar que si f(t) es real, entonces se cumple que

)()()()(* FjXRF (2.12)

Solución

Recordemos que tje = tjsent cos

Así de (2.8)

)()()()(cos)()( jXxRtdtsentfjdtttfF

Igualando parte real e imaginaria:



tdttfR cos)()(

Y

tdtsentfX )()(

Como f(t) es real

)()cos()()( RdtttfR

y

)()()()( XdttsentfX

Por lo tanto, )(R es función par y )(X impar:

)()( RR (2.13a)

y

)()( XX

Así, de (2.11) y (2.13):

)()()()(

)()()(

*

FjXRF

jXRF

(2.14)

)()(* FF

O también:

)()()( jeFF

y

)()()( *)( FeFF j (2.15)

Se concluye que el espectro de magnitud )(F es la función par de , en tanto que

el espectro de fase )( es función impar .



Existencia de la transformada de Fourier

De la ecuación (2.7) se deduce que si la integral de Fourier es finita, entonces existe la

transformada. Esto se cumple si:

dtetf lj

)( <

Como lje

=1, entonces la condición para que exista la transformada de Fourier es:

dttf

)( < (2.16)

Se conoce como la condición de absoluta integrabilidad. Es condición suficiente pero

no indispensable; se verá más adelante que existen señales que no cumplen con esta

condición y sin embargo tienen transformada de Fourier.

Ejemplo

Obtener la expresión analítica para el espectro del pulso aperòdico f(t) de la siguiente

figura.

Solución

De la figura tAtf4

cos)(

De (2.7)



dttAF

dtteAF lj

cos4

cos2)(

4cos)(

2

0

Utilizando la formula de integración correspondiente

22

)22

(

22

)22

(

2)(

)4

(2

)4

(

)4

(2

)4

(

2)(

2

0

sentsen

AF

tsentsen

AF

Por la fórmula del )( BAsen ; ambos numeradores valen 2cos , así:

2cos16

8)(

2cos

22

1

22

12)(

22

AF

AF

Ejemplo

Calcular la transformada de Fourier de la señal aperiòdica f (t) de la siguiente figura:

Solución

)12

()( tBtf



De (2.7):

dteBdtteB

F

dtetBF

ljlj

lj

2/

0

2/

0

2/

0

2)(

)12

()(



INTRODUCCIÓN A LAS COMUNICACIONES

El desarrollo tecnológico como detonador de algunas de las crisis epistemológicas que

enfrentan las ciencias de la comunicación

Introducción

Gracias a la dulce fatalidad de la historia, hoy podemos reconocer que las relaciones

que los científicos establecen frente a los objetos del conocimiento se encuentran

expuestas a permanentes cambios. El cambio define el devenir del conocimiento

humano. El desarrollo tecnológico es un importante generador de cambios. Los

cambios que introducen las tecnologías no sólo favorecen el desarrollo de la ciencia,

se extienden a la cultura y a la sociedad. El desarrollo tecnológico es determinante en

el devenir histórico de las culturas1. Entre la ciencia y la tecnología prevalece una

compleja relación dialéctica, la cual por supuesto que no se encuentra exenta de

contradicciones. Las contradicciones, sin embargo, resultan indispensables. Es posible

afirmar que las contradicciones posibilitan el desarrollo del conocimiento humano.

El formidable desarrollo que han alcanzado las avanzadas tecnologías de información,

particularmente durante los años recientes, parece haber desbordado los esquemas

explicativos de algunas disciplinas del conocimiento humano. Las interpretaciones que

nos proporcionan algunas ciencias hoy parecen resultar insuficientes para poder

ofrecer explicaciones satisfactorias sobre el sentido y la intensidad de los cambios que

han introducido las avanzadas tecnologías de información en "nuestros nuevos

tiempos modernos". Las crisis epistemológicas admiten ser consideradas como un

fenómeno recurrente en el desarrollo histórico de toda ciencia. Las crisis

epistemológicas, sin embargo, pueden favorecer la producción de nuevos esquemas

interpretativos, estimulando además la evolución de los esquemas existentes,

conduciéndolos a los límites históricos de sus posibilidades explicativas. De acuerdo

con Jürgen Habermas (1993: 54):

La progresiva racionalización de la sociedad depende de la institucionalización del

progreso científico y técnico. En la medida en que la ciencia y la técnica penetran en

los ámbitos institucionales de la sociedad, transformando de este modo a las

instituciones mismas, empiezan a desmoronarse las viejas legitimaciones. La

secularización y el desencantamiento de las cosmovisiones, con la pérdida que ello

implica de su capacidad de orientar la acción, y con la tradición cultural en su conjunto,

son otra cara de la creciente racionalidad de la acción social

Una de las ciencias que hoy enfrenta una aguda e inquietante crisis epistemológica es

la comunicación2. Para resolver favorablemente algunos de los dilemas que nos ha

http://www.razonypalabra.org.mx/anteriores/n34/#1




impuesto la formidable evolución de las avanzadas tecnologías de información, los

investigadores de la comunicación debemos emprender la rigurosa, sistemática y

profunda revisión de muchas de las "certezas teóricas" en las cuales hemos decidido

permanecer cómodamente instalados. Tal situación indudablemente genera un

"incómodo malestar" en algunos académicos e investigadores de la comunicación,

quienes han decidido permanecer instalados en la relativa sensación de seguridad que

obtienen a partir de sus "certezas". La renovación y la actualización conceptual de

cualquier ciencia únicamente es posible a partir del recurso de la crítica. Si

renunciamos al recurso de la crítica, las crisis que hoy enfrentan las ciencias de la

comunicación simplemente se agudizarán. La revisión crítica de cada una de nuestras

"certezas" debe convertirse en una práctica permanente. Sólo así podremos evitar

caer en las tentaciones del dogmatismo. Cualquier forma de dogmatismo representa

una categórica renuncia a la evolución misma del conocimiento.

La academia latinoamericana de comunicación sistemáticamente ha recelado del

estudio de las nuevas tecnologías. Algunos académicos e investigadores de la

comunicación consideran que el estudio de las tecnologías de información debe

limitarse a los aspectos estrictamente técnicos. También se encuentran quienes

únicamente especulan sobre las tecnologías de información, pues sus habilidades

para emplearlas en realidad resultan muy limitadas. No faltan aquellos investigadores

que desprecian la necesidad de estudiar las tecnologías de información por considerar

que el tema representa un asunto de menor jerarquía en el repertorio de posibles

objetos de estudio de las ciencias de la comunicación. También algunos

investigadores todavía mantienen posiciones ideológicas frente a las tecnologías,

situación que definitivamente perturba toda interpretación posible. En la década de

1970, por ejemplo, Armand Mattelart, contagiado entonces por el radicalismo

althusseriano3, llegó al extremo de afirmar que las avanzadas tecnologías de

información estaban subordinadas a los maquiavélicos propósitos de dominación del

"imperialismo cultural". Entonces sólo algunos académicos e investigadores,

principalmente dedicados al estudio de la comunicación educativa, reparaban en la

importancia de comprender y utilizar las avanzadas tecnologías de información.

Además durante varias décadas, distinguidos miembros de la academia

latinoamericana de comunicación exhibieron un injustificable desprecio hacia la obra

de Marshall McLuhan, quien en 1964 publicó la primera edición de Understanding

media (La comprensión de los medios como extensiones del hombre). McLuhan fue

estigmatizado con la etiqueta de "gringo y funcionalista" -término que en tan

revolucionarios días connotaba superficialidad-. McLuhan era canadiense y no era

"funcionalista". Cuando finalmente empezábamos a comprender el profundo




significado que encierran algunas de las tesis formuladas por McLuhan, la realidad se

empeñó en imponernos nuevos y difíciles cuestionamientos. Al irrumpir Internet en el

escenario mediático, el nuevo y complejo medio de comunicación definitivamente tomó

por sorpresa a un amplio número de académicos e investigadores de la comunicación

en América Latina, quienes permanecían cómodamente instalados en las inercias

explicativas de la "teoría de las mediaciones" (Martín Barbero: 1987), la cual fue

elevada por algunos investigadores al rango de metafísica de la comunicación en

América Latina. McLuhan -es justo reconocerlo-, admite ser considerado como

auténtico innovador de la teoría de la comunicación. Los medios de comunicación

efectivamente admiten ser considerados como prolongaciones del hombre, y las

tecnologías de información representan complejos dispositivos, capaces de acelerar el

ritmo y el devenir de la historia. Hoy un amplio número de nuestras comunicaciones

ordinarias las realizamos a través de interfaces inteligentes. Cada nueva tecnología

transforma la forma cómo creamos y cómo nos comunicamos (Johnson: 1997).

Ya avanzada la década de 1990, y a pesar del formidable desarrollo mundial de

Internet, no pocos de los distinguidos miembros de la academia latinoamericana de

comunicación todavía dudaban de la pertinencia de concederle a Internet el estatuto

de medio de comunicación. Mientras los comunicólogos emprendíamos extenuantes

discusiones bizantinas pretendiendo determinar si Internet admitía o no el ser

considerado como medio de comunicación, la Red prolongaba notablemente sus

posibilidades comunicativas, derivándose así la profunda e irreversible convergencia

tecnológica en la cual hoy estamos inmersos, misma que definitivamente ha

desmoronado muchas de las fronteras que anteriormente prevalecían entre las

telecomunicaciones, los medios de difusión masiva, la realidad virtual, la electrónica de

consumo doméstico, la robótica, la informática, la ingeniería genética y la

biotecnología.

Es indispensable que los comunicólogos reparemos en la necesidad de trascender la

teoría de las mediaciones para acceder a una teoría de las interfaces, premisa

indispensable para poder orientar el desarrollo de nuestras prácticas comunicativas en

los complejos escenarios de investigación que ha introducido el imaginario digital en

las ciencias de la comunicación. La formulación de teorías que nos permitan

comprender en su justa dimensión comunicativa a las interfases inteligentes,

definitivamente representa una de las principales asignaturas pendientes de la

academia latinoamericana de comunicación. Sin embargo, para poder hacerlo es

indispensable trascender el hermético y sofocante regionalismo disciplinario en el cual

hemos decidido permanecer confinados durante tantas décadas. La honesta y

profunda autocrítica de lo que ahora estamos enseñando en nuestras universidades



definitivamente exhibiría cuan graves ya resultan muchas de nuestras limitaciones.

Pretendemos seguir formando comunicólogos analógicos cuando el mercado

demanda los conocimientos y las habilidades de comunicólogos digitales. ¿Hasta

cuándo vamos a reaccionar?.

Esta ponencia de ninguna manera se dirige a los académicos, investigadores,

profesionales de la comunicación, consultores y estudiantes que acostumbran

descalificar todas aquellas aseveraciones que inevitablemente entran en contradicción

con las coordenadas de sus conocimientos. Ellos perfectamente pueden permanecer

instalados en la seguridad que obtienen a partir de sus "certezas" inmediatas. De

ninguna manera pretendo perturbarles. Sin embargo, sí considero indispensable

notificarles que el imaginario conceptual de la comunicación ha resentido profundos

cambios desde el momento en el cual decidieron asumir la relativa seguridad que les

confieren sus "certezas" explicativas. Hoy es tiempo de explorar otros senderos en la

búsqueda de nuevas respuestas.

La introducción de avanzados sistemas de información digital en las organizaciones

desafortunadamente ha exhibido las graves deficiencias formativas y la pobre

capacidad de adaptación de un amplio número de profesionales de comunicación,

egresados precisamente de nuestras universidades. A muchos profesionales de la

comunicación, quienes entonces se desempeñaban como responsables de las

unidades de comunicación institucional, también les tomó por sorpresa el

advenimiento de Internet y su acelerada evolución. Acostumbrados al rutinario manejo

de los medios de comunicación convencionales, no pocos de nuestros egresados

optaron por aceptar que toda decisión relativa al diseño, desarrollo y administración de

los sistemas de información en línea fuera delegada a ingenieros en sistemas

computacionales. Posiblemente creían que así podrían evitar problemas

innecesarios, conservando sus empleos mientras la "moda" de Internet paulatinamente

se extinguía. Definitivamente se equivocaron.

En los años recientes las instituciones han realizado considerables inversiones para

establecer la infraestructura idónea para el desarrollo de sus sistemas digitales de

comunicación. La alta dirección de muchas instituciones rápidamente advirtió cuan

absurdo representaba contar con los servicios de comunicólogos que únicamente

dominaban el "hemisferio analógico" de los procesos comunicativos, y que sólo

resultan capaces de realizar su trabajo a través de los canales y los medios de

comunicación convencionales. Los comunicadores estrictamente "analógicos" hoy

resultan poco competitivos para las organizaciones. Un amplio número de

comunicaciones institucionales implican el inteligente empleo de avanzados sistemas



de información digital. Quienes hoy se desempeñan como responsables de cualquier

unidad de comunicación institucional también deben dominar el "hemisferio digital" de

los procesos comunicativos, pues un considerable número de acciones comunicativas

institucionales suponen el inteligente empleo de Internet, de sus múltiples

herramientas de comunicaciones, y en general, de avanzadas tecnologías de

información.

En la mayoría de las universidades latinoamericanas en las cuales se imparte la

licenciatura en comunicación o programas de postgrado en comunicación,

definitivamente no reparamos en la necesidad de realizar las adecuaciones pertinentes

a nuestros programas de estudios para incorporar oportunamente todas aquellas

asignaturas o especialidades que pudieran elevar la eficiencia terminal y la

competitividad de nuestros egresados frente a las nuevas exigencias profesionales

que ha impuesto el acelerado desarrollo de las comunicaciones digitales. Inclusive

actualmente no pocos académicos e investigadores de la comunicación, quienes

imparten clases en algunas de nuestras universidades, siguen afirmando que el tema

de las computadoras es asunto que compete a ingenieros en sistemas

computacionales, no a comunicólogos.

Los dispositivos digitales en el imaginario de la comunicación institucional

productiva

Hoy la eficiente gestión de la comunicación institucional necesariamente se extiende

más allá de las "tres formas básicas de comunicación" que identifica Cees Van Riel

(1997): comunicación de dirección, comunicación de marketing y comunicación

organizacional4. Es indispensable elevar al rango de "formas básicas de

comunicación" -término propuesto por Van Riel-, a la comunicación estratégica hacia

públicos financieros, y a las comunicaciones digitales, destacando en ese nuevo

escenario a las comunicaciones con las ciberaudiencias.

El empleo de avanzados sistemas de información digital de ninguna manera se

restringe a las comunicaciones institucionales con las ciberaudiencias meta. Hoy

resulta indispensable emplear las herramientas de comunicaciones de Internet y, en

general, todas aquellas avanzadas tecnologías de información que sean consideradas

como pertinentes, en cada una de las "formas básicas de comunicación". La

presencia de computadoras en cualquier oficina representa el mejor testimonio del

impacto de las comunicaciones digitales en la ecología cultural de nuestros centros de

trabajo.




De ninguna manera pretendo afirmar que la incorporación de sistemas de

comunicación digital en las instituciones implique la necesidad de abortar el empleo de

dispositivos analógicos y canales convencionales. Simplemente afirmo que en la

comunicación institucional estratégica, el empleo de los dispositivos digitales

significativamente se ha incrementado en los años recientes, y que cada año,

dependiendo del giro, actividades y de las dimensiones mismas de la organización, el

uso de dispositivos digitales necesariamente se extenderá.

El empleo de dispositivos digitales en la comunicación de dirección

Es indispensable destacar que el área que se dedique a realizar las tareas deseables

de toda unidad de comunicación de dirección -las cuales definitivamente admiten ser

consideradas como estratégicas-, efectivamente opere como un staff próximo a la

dirección general de la institución. De lo contrario tal unidad, independientemente del

título que reciba -el de Vicepresidencia, por ejemplo-, resultará incapaz de poder

realizar las acciones comunicativas que debe desarrollar toda auténtica unidad de

comunicación de dirección. De acuerdo con Van Riel, las funciones básicas de toda

unidad de comunicación de dirección son las siguientes:

1 Desarrollo de una visión compartida de la empresa dentro de la organización.

2. Establecimiento y mantenimiento de la confianza al liderazgo de la organización.

3. Inicio y dirección del proceso de cambio.

4. Dar poder y motivación a los empleados.

Además de las funciones que atinadamente identifica Van Riel, resulta indispensable

señalar que toda unidad de comunicación de dirección deberá vigilar eficazmente el

entorno, garantizar la efectiva correlación de los elementos que integran la institución,

y promover la adecuada transmisión del legado cultural. De hecho es posible afirmar

que las funciones que propone Van Riel, en realidad se encuentran subordinadas a las

funciones eminentemente estratégicas que hemos derivado a partir del "paradigma de

Lasswell".

Vigilar el entono

Toda unidad de comunicación de dirección debe operar como un auténtico sistema de

inteligencia informativa, capaz de poder proporcionar oportunamente toda la

información que resulte pertinente considerar para fundamentar la toma de decisiones

de la alta dirección de la empresa. La información permite despejar la incertidumbre. A

mayor calidad de la información disponible menores posibilidades de equivocarse. El



inteligente empleo de información oportuna, confiable y pertinente reduce

significativamente el posible margen de errores.

La unidad de comunicación de dirección no sólo debe proporcionar a la alta dirección

toda aquella información oportuna confiable y pertinente que permita fundamentar

determinadas decisiones. Una eficiente unidad de comunicación de dirección además

deberá ser capaz de inferir y anticipar las posibles necesidades informativas que

pudiera demandar la alta dirección, advirtiendo posibles amenazas o ajustes en la

dinámica de todo aquel actor u escenario susceptible de afectar los intereses de la

institución y de su entorno. La calidad y oportunidad y pertinencia de los productos

informativos que proporcione el área de comunicación de dirección a la alta dirección

de las instituciones permitirá despejar incertidumbres. Ello es posible cuando el área

de comunicación de dirección efectivamente realiza la adecuada interpretación del

entorno, y para ello definitivamente resulta indispensable investigar.

La naturaleza, cantidad y complejidad de la información que demande la alta dirección

para definir la adecuada actuación institucional, dependerá de un considerable número

de variables. La complejidad de cada entorno es diferente. Comprender el entorno,

interpretarlo adecuadamente, anticipar riesgos y posibles amenazas, son tareas

propias de la unidad de comunicación de dirección. Por la misma naturaleza de sus

funciones, los más avanzados dispositivos y sistemas de comunicaciones digitales se

han convertido en obligadas herramientas de trabajo en toda unidad de comunicación

de dirección.

La vigilancia del entorno de ninguna manera se agota en el rutinario monitoreo que

permite consignar el desarrollo de la imagen institucional en el entorno mediático, pues

por supuesto que no toda información necesariamente relevante para la dinámica

institucional es consignada diariamente en el escenario mediático. Por tal motivo es

deseable que toda unidad de comunicación de dirección disponga de un calificado

equipo interdisciplinario de investigadores, cuyo trabajo consiste en identificar con

oportunidad toda aquella información que demande la alta dirección para tomar

decisiones. Cada decisión acertada que tome la alta dirección a partir de la

información proporcionada por la unidad de comunicación de dirección, ratificará la

relevancia misma del trabajo realizado en materia de inteligencia informativa. La

unidad de comunicación de dirección además deberá contratar los servicios de

calificados proveedores de información. Sin embargo, ello de ninguna manera significa

prescindir de los servicios de los investigadores que deben laborar en la unidad de

comunicación de dirección. La efectividad del trabajo que realice la unidad de

comunicación de dirección, en buena medida dependerá de la calidad, oportunidad y



pertinencia de la investigación que constantemente produzca para beneficio de la

institución y de su entorno.

La unidad de comunicación de dirección deberá evaluar periódicamente el desarrollo

de los programas de comunicación que emprendan cada una de las unidades de

comunicación institucional. Si tales evaluaciones se realizan oportunamente, el

margen de maniobra para ajustar, corregir, rectificar e inclusive interrumpir el

desarrollo de los programas de comunicación, necesariamente se extenderá. El

desarrollo de cualquier auditoría de intervención comunicativa implica investigación.

Los resultados que arroje toda auditoría deberán ser oportunos, pertinentes y

confiables. Es muy grave decidir a partir de información insuficiente o incorrecta.

Inclusive es recomendable que determinadas investigaciones críticas las realicen

consultores o agencias externas.

Para concluir este apartado, considero indispensable destacar que el tema de la

seguridad de la información digital, y en general de la seguridad de toda aquella

información confidencial de la organización, se ha convertido en asunto de capital

importancia para la dinámica institucional. La unidad de comunicación de dirección

deberá trabajar en perfecta coordinación con las áreas de sistemas de información,

recursos humanos, intendencia, seguridad -entre otras-, con el propósito de derivar

programas de capacitación pertinentes en materia de seguridad de los recursos de

información institucional e impartirlos a todo el personal, estableciendo paralelamente

estrictas normas de seguridad que permitan resguardar toda aquella información que

amita ser considerada como confidencial o crítica. Toda institución deberá adoptar las

medidas pertinentes para prevenir posibles intrusiones de los llamados social

engineers (Mitnick: 2002). En ocasiones, por medio de una simple llamada telefónica,

un social engineer es capaz de obtener información crítica.

Es indispensable incorporar el tema de la seguridad y el resguardo de los recursos de

información institucional al imaginario posible de los programas de comunicación

frente a situaciones de crisis. Kevin Mitnick, quien admite ser considerado como el

"hacker" más famoso del mundo, atinadamente afirma que la seguridad de la

información crítica de toda institución de ninguna manera debe depender en

productos. La seguridad no es un problema de tecnología, es un problema de

personas y de administración de problemas. En ocasiones el disponer de la más

avanzada tecnología y de los más sofisticados dispositivos de seguridad produce una

delicadísima "ilusión de seguridad" en las organizaciones. Ello evidentemente las

vuelve más vulnerables a las intrusiones de los social engineers:

A company may have purchased the best security technologies that the money can

buy, trained their people so well that they lock up all their secrets before going at night,



and hired building guards from the best security firm in the business. That company is

still totally vulnerable. (Mitnick: 2002).

Correlación de elementos

La unidad de comunicación de dirección es la instancia indicada para convertir a la

filosofía de la organización en efectivo principio rector de la actuación institucional.

Cada una de las acciones comunicativas que emprendan las unidades de

comunicación institucional (comunicación de marketing, comunicación con públicos

financieros, comunicación organizativa, comunicaciones digitales), deberá afirmar la

vigencia de la filosofía institucional.

A partir de las principales metas de la institución deberán derivarse los objetivos

generales y específicos de todo programa de comunicación institucional. De no ser así

se incurriría en el absurdo. La estrategia pertinente para traducir las metas de la

organización en acciones comunicativas productivas deberá ser establecida por la

unidad de comunicación de dirección. Por ejemplo, la unidad de comunicación

organizativa -término que emplea Van Riel-, derivaría las tácticas necesarias y

procedería a ejecutar las acciones comunicativas pertinentes para cumplir los objetivos

específicos que se desprendan del programa integral de comunicación institucional. La

indispensable coordinación que debe existir entre las unidades de comunicación es

indispensable para procurar la deseable congruencia que deberá observar el

desarrollo integral de las acciones comunicativas institucionales a través de canales y

medios analógicos como de dispositivos digitales. Los avanzados sistemas de

información digital permiten articular un "complejo sistema nervioso digital" (Gates:

2000). El "sistema nervioso digital" representa la plataforma idónea para el desarrollo

de un amplio número de las comunicaciones institucionales en el entorno digital.

Hoy un amplio número de instituciones dispone de sitios WWW en Internet. Sin

embargo, ello de ninguna manera es suficiente para poder afirmar que tales

instituciones efectivamente ya cuentan con eficientes "sistemas nerviosos digitales".

Para conformar el "sistema nervioso digital" es indispensable desarrollar eficientes

sistemas de información Internet, Intranet y Extranet. Por supuesto que la tecnología

misma no basta para poder garantizar el ejercicio de una comunicación institucional

productiva. La tecnología también puede exhibir las graves deficiencias que observa el

desarrollo de la comunicación institucional. Una institución puede disponer de las más

avanzadas tecnologías de información, y sin embargo su comunicación institucional

puede seguir siendo lineal o dinámica, no productiva.



Intranet

En algunas instituciones, además de los canales de comunicación convencionales que

se emplean para el desarrollo de las comunicaciones interna se han incorporado

sistemas de información Intranet. El sistema Intranet es una red informática privada

que utiliza las normas y protocolos de Internet para permitir que los miembros de una

organización compartan información institucional relevante a través de una red de

computadoras que es gobernada por la misma institución. La información que

normalmente se publica en una Intranet incluye las noticias de la empresa, políticas

corporativas, gestión de proyectos, operaciones y procedimientos, almacenes de

conocimientos, información Just in Time, información de productos y precios, datos de

entregas e inventarios, informes de ventas, proceso de reclamaciones, localización del

personal, manuales de procedimientos, directorio y puestos de trabajo, programas de

seguridad, protocolos diversos, organigramas, relación de proveedores, etcétera. Toda

aquella información que admita ser considerada como relevante para el desarrollo de

la comunicación institucional productiva, y que resulte pertinente difundir al interior de

la organización, podrá ser publicada en el sistema Intranet, claro, si se disponen de las

condiciones de seguridad pertinentes. El acceso a determinados apartados de la

Intranet podrá estar restringida a la consulta de determinados usuarios.

Un eficiente sistema de información Internet cumple útiles funciones en la vigilancia del

entorno, la correlación de elementos y la transmisión del legado cultural de la

institución. Estos son algunos de los principales beneficios que podría reportar un

eficiente sistema de información Intranet en la dinámica institucional: reducir los gastos

destinados a la comunicación interna, agilizar la circulación de las comunicaciones

internas, propiciar una efectiva simplificación administrativa que favorezca la drástica

disminución de los tiempos de respuesta de la organización, realizar una efectiva

difusión de la filosofía y los valores institucionales, integrar al personal de la institución,

estimular la cooperación y el desarrollo de amplias formas de trabajo conjunto entre

las distintas áreas, compartir bases de datos y toda aquella información que pudiera

resultar de interés para diferentes áreas de la organización.

En no pocas organizaciones, la administración del sistema Intranet

desafortunadamente no depende de la unidad de comunicación organizativa sino del

área de sistemas. El resguardo de la información contenida en los sistemas de

Intranet, los procedimientos de conectividad y de enlace de los posibles clientes del

sistema, efectivamente representan responsabilidades del área de sistemas. Las

definiciones conceptuales de las acciones comunicativas a realizar a través del

sistema Intranet, y la definición de los contenidos, deben ser responsabilidad del área

de comunicación, aunque las áreas de recursos humanos, capacitación, nóminas,



seguridad -por ejemplo-, también podrán desarrollar sus propios sistemas Intranet.

Hoy es recomendable disponer de cuantos sistemas de Intranet sean necesarios para

facilitar la dinámica y las operaciones de la organización. El desarrollo de los sistemas

Intranet admite ser considerado como un proceso evolutivo, el cual definitivamente

supone el decidido involucramiento de toda la organización.

Extranet

Los sistemas de información digital Extranet representan una extensión lógica de los

sistemas de Intranet de la institución, y también emplean plataformas World Wide Web

para permitir que los proveedores y todos aquellos públicos "mixtos" o financieros de

la institución rápidamente sean capaces de poder consultar toda aquella información

que responda a sus intereses. En el sistema Extranet es posible incorporar

aplicaciones y herramientas que permitan acelerar el desarrollo de las operaciones de

negocios. Por ejemplo, es posible incorporar aplicaciones que permitan realizar

órdenes de compra de manera automatizada, o bien generar reportes instantáneos de

movimientos de inventarios o de ventas. En la definición, alcance y contenidos de los

sistemas Extranet, el área de comunicación definitivamente debe participar, aportando

los conceptos necesarios para procurar una comunicación efectivamente productiva

con los públicos meta o clientes del sistema Extranet, aún cuando un considerable

número de posibles contenidos sean definidos y proporcionados por otras áreas de la

organización.

Desarrollo del "Sistema Nervioso Digital"

El desarrollo de todo "sistema nervioso digital" admite ser considerado como un

proceso evolutivo, en el cual es posible distinguir tres etapas: exhibición, integración y

extensión. Cada fase corresponde a los niveles de inteligencia comunicativa que ha

propuesto Abraham Nosnik. Veamos la siguiente matriz:

Fase Internet Extranet Intranet

Fase 1 Exhibición (Comunicación

Lineal)

Fase 2 Integración (Comunicación

Dinámica)

Fase 3 Extensión (Comunicación

Productiva)



Tabla . Matriz para la planeación desarrollo y evaluación de programas integrales de

comunicaciones productivas a través del "sistema nervioso digital"

En la primera fase, el "sistema nervioso digital" deberá cumplir útiles funciones de

comunicación institucional lineal. En la segunda fase, el "sistema nervioso digital"

deberá facilitar el desarrollo de las funciones de inteligencia comunicativa propias de la

comunicación dinámica. En la tercera etapa el "sistema nervioso digital" deberá

trascender a la condición de un inteligente sistema de información digital productiva.

A pesar de la proliferación de sitios WWW y del número de instituciones que hoy

emplean avanzadas tecnologías de información en el desarrollo de sus operaciones

cotidianas, en realidad sólo un reducido número de instituciones han conseguido

convertir a su "sistema nervioso digital" en un eficiente ambiente de desarrollo de

comunicaciones institucionales productivas. La mayor parte de las instituciones desea

generar automáticamente un "sistema nervioso digital extendido", sin reparar en la

pertinencia de definir las fases idóneas para el desarrollo del mismo. Además es

indispensable tener presente que cada fase impone nuevas exigencias de aprendizaje

institucional.

Para cada fase del desarrollo del "sistema nervioso digital" es indispensable definir los

objetivos de comunicación pertinentes. Por ejemplo, algunos de los objetivos que

podríamos establecer para el desarrollo del sistema Internet en la fase de exhibición

serían los siguientes:

Establecer nuestra presencia institucional en el ciberespacio (24 X 365).

Iniciar la promoción internacional de nuestros productos y servicios.

Para el desarrollo de un sistema Extranet, en su fase de exhibición, y dirigido a

nuestros proveedores, podríamos considerar el siguiente objetivo:

Proporcionar a nuestros proveedores información actualizada sobre contratos,

procedimientos, licitaciones, políticas de calidad, fechas asignados a los pagos,

información que deben consignar las facturas, etcétera.

Para el desarrollo de nuestro sistema de Intranet, orientado al desarrollo de nuestras

comunicaciones internas, en la fase de exhibición podríamos considerar los siguientes

objetivos:

Generar un eficiente sistema de comunicación en línea cuyos contenidos fácilmente

puedan ser consultados por cada una de las unidades de la organización,

independientemente de las distancias geográficas que las separen.

Difundir la filosofía, valores, historia y metas de la institución, así como toda aquella

información que resulte pertinente compartir con el personal.



Para el desarrollo de un sistema de Intranet, orientado a la eficiencia del área de

recursos humanos, en la fase de exhibición podríamos considerar los siguientes

objetivos:

Publicar información relevante que facilite la inducción y la capacitación de nuevos

empleados.

Nuestra matriz de comunicación institucional a través del "sistema nervioso digital",

consignaría los siguientes objetivos en la fase de exhibición:

Internet Extranet (Proveedores)

Intranet (comunicaciones internas)

Fase 1 Exhibición (Comunicación Lineal)

Establecer nuestra presencia institucional en el ciberespacio (24 X 365).Iniciar la promoción de nuestros productos y servicios en el ciberespacio.

Proporcionar a nuestros proveedores información actualizada sobre contratos, procedimientos, licitaciones, políticas de calidad, procedimientos, fechas asignadas a pagos, información que deberá ser consignada en las facturas, etc.

Generar un eficiente sistema de comunicación en línea cuyos contenidos fácilmente puedan ser consultados por cada una de las unidades de la organización, independientemente de las distancias geográficas que las separen.Realizar una efectiva difusión de la filosofía, valores, historia y metas de la institución, así como toda aquella información que resulte pertinente compartir con el personal.

Tabla 2 Matriz de comunicaciones lineales a través del "sistema nervioso digital" en la

fase de exhibición

La definición de objetivos debe derivar del diálogo y del consenso institucional. Para

ello es indispensable explicar a proveedores de información y clientes, cuáles son las

ventajas que podría reportar el desarrollo de un eficiente "sistema nervioso digital".

Además es indispensable definir cuáles serían los criterios o indicadores de eficiencia

pertinentes para evaluar si el "sistema nervioso digital" efectivamente contribuye a

cumplir los objetivos que hemos definido en la fase de exhibición, anticipando posibles

medidas de reforzamiento que nos permitirían emprender oportunamente las

adecuaciones o ajustes necesarios. Para ello es recomendable establecer criterios

cualitativos e indicadores cuantitativos. No podremos transitar a la fase de integración

con un "sistema nervioso digital" incapaz de poder cumplir los objetivos de inteligencia

comunicativa lineal que hemos definido para la fase de exhibición.

Por supuesto que de cada fase de desarrollo del "sistema nervioso digital" se

desprenden nuevas exigencias de aprendizaje para todo el personal que labora en la

institución. El empleo de avanzadas tecnologías de información introduce importantes



cambios ecológicos en las instituciones, modificando el desarrollo de un amplio

número de procesos y de operaciones. Introducir tecnologías en las instituciones y

esperar que éstas automáticamente repercutan positivamente en la eficiencia

institucional es absurdo.

Veamos algunos ejemplos de criterios cualitativos que podríamos emplear para

evaluar la eficiencia del "sistema nervioso digital" resultante de la fase de exhibición:




Disponemos de un sitio WWW del cual estamos orgullosos, y comenzamos a trabajar con nuevas tecnologías, de las cuales estamos aprendiendo. Algunos prospectos se han interesado en nuestros productos y servicios al visitar nuestras páginas WWW. El sitio WWW ha logrado que nuestra empresa y nuestros productos sean más conocidos. Estamos aprendiendo a aprovechar nuestro propio medio de comunicación.

Tenemos un Sistema Extranet que proporciona información relevante y oportuna a nuestros proveedores, facilitando sus operaciones con nuestra empresa.

Nuestro sistema de Intranet cumple útiles funciones de enlace, agilizando la comunicación entre las diferentes unidades que integran nuestra organización. Ha mejorado sensiblemente la comunicación entre las distintas unidades. El personal interno rápidamente puede tener acceso a toda aquella información que la institución desea hacer de su conocimiento y ha aprendido a emplear la Intranet como un útil recurso de información.

Tabla 3 Matriz de criterios cualitativos para evaluar las eficacia alcanzada en las

comunicaciones lineales del "sistema nervioso digital"

Veamos ahora el ejemplo de una matriz de posibles indicadores de eficiencia de

carácter cuantitativo, las cuales permitirían evaluar al "sistema nervioso digital"

resultante de la fase de exhibición, partiendo de la premisa costo-beneficio,

razonamiento que definitivamente despierta el interés de los administradores:

Internet Extranet (Proveedores) Intranet (comunicaciones internas)


Incremento del 15% de posibles prospectos

Ahorro del 25% en gastos destinados a servicios de telefonía internacional. Reducción del 30% de

Reducción del 30% de los gastos destinados a fotocopiado de papelería destinada a las



interesados en contratar nuestros productos y servicios.

facturas rechazadas o pagos diferidos por errores cometidos por nuestros proveedores en la presentación de facturas y la documentación correspondiente.

comunicaciones internas. Reducción del 15% de los gastos destinados a viajes.

Tabla 4 Matriz de indicadores cuantitativos para evaluar los niveles de eficacia

alcanzados en el desarrollo de las comunicaciones lineales del "sistema nervioso

digital"

El número y la amplitud de posibles medidas de reforzamiento que admitirían ser

consideradas como necesarias para garantizar el efectivo cumplimiento de los

objetivos de comunicación lineal que podrían ser definidos como indispensables en la

fase de exhibición, inclusive podría resultar más extenso que las medidas de

reforzamiento que habría que considerar para el desarrollo de las siguientes fases.

Ello se debe a que de no realizarse las adecuaciones pertinentes en la fase de

exhibición, el fracaso de las acciones a realizar en las siguientes fases sería tan

seguro como rotundo. Vemos el ejemplo de una matriz que consigne la información

pertinente sobre posibles medidas de reforzamiento para el desarrollo de las

comunicaciones lineales a través de nuestro "sistema nervioso digital":




Dar de alta el dominio en los principales motores de búsqueda (internacionales, nacionales, regionales), así como en los portales pertinentes (horizontales, verticales). De ser necesario considerar la contratación de banners promociónales en determinados sitios. Emprender campañas de publicidad y relaciones públicas a través de medios convencionales para atraer tráfico a nuestro sitio WWW.

Capacitar a nuestro personal e inclusive ofrecer capacitación al personal que labora con nuestros proveedores con el propósito de obtener el mayor provecho posible del sistema Extranet.

Proporcionar oportuna capacitación en materia de seguridad y resguardo de información institucional a nuestros empleados. Apoyar la difusión de la existencia de nuestro Intranet en los canales y medios convencionales que empleamos en el desarrollo de nuestras comunicaciones internas.



Tabla 5 Matriz de medidas de posibles medidas de reforzamiento para el desarrollo

de las comunicaciones lineales a través del "sistema nervioso digital"

Si hemos alcanzado las metas establecidas en la etapa de exhibición del "sistema

nervioso digital", y si nuestro personal efectivamente ha adquirido las habilidades y los

conocimientos pertinentes para emplear adecuadamente el "sistema nervioso digital",

entonces podríamos pasar a la siguiente fase, hasta proyectar a nuestro "sistema

nervioso central" como una eficiente plataforma de nuestras comunicaciones digitales

productivas.

Transmisión del Legado Cultural

Toda institución sin memoria inevitablemente se convierte en una institución sin

destino. Sólo la memoria puede proporcionarnos la sensación de perspectiva. La

filosofía institucional cumple el propósito de conferir sentido y significado a cada una

de las acciones de la organización, forjando una cultura que nos permitirá trascender

el simple pragmatismo operativo. La historia y la filosofía representan el fundamento

de la identidad cultural de las sociedades como de sus instituciones. Ninguna

institución puede darse el lujo de despreciar su historia y su cultura. Si lo hace, el

pragmatismo definirá su posible destino.

Efectivamente los héroes, mitos, ceremonias y eventos de profundo significado

institucional, representan efectivos recursos simbólicos que contribuyen a afirmar la

vigencia y legitimidad de la filosofía institucional. En toda la literatura institucional

deben ser consignados todos aquellos eventos que expresen y afirmen la vigencia de

la filosofía y los valores institucionales. Además, con estricta congruencia la identidad

institucional deberá prolongarse al imaginario digital.

Es pertinente almacenar la mayor cantidad posible de información institucional que

admita ser considerada como relevante para la institución en el "sistema nervioso

digital", inclusive aquella información que en un principio pudiera parecer

insignificante. Ninguna información debe ser descalificada a priori. Es indispensable

desarrollar el hábito de registrar información, pues en el presente no siempre es

posible advertir su posible significado. En no pocas ocasiones los procesos relevantes

se esconden detrás de datos que en un principio pueden parecer inconexos e

intrascendentes. Por supuesto que es indispensable definir bajo estrictas normas de

seguridad qué información resulta pertinente publicar o difundir en los sistemas

Internet, Extranet e Intranet, pues tal información podría terminar en manos de la

competencia. La "ingenuidad institucional" resulta muy costosa (Mitnick: 2002). Por

ello es indispensable definir niveles de seguridad en el acceso y el manejo de la



información, con el propósito de prevenir y evitar posibles fugas o costosas

sustracciones por ejemplo, el robo de la base de datos de nuestros clientes.

Comunicaciones institucionales de marketing

De acuerdo con Cees Van Riel (1997), la unidad de comunicación de marketing

deberá coordinar las actividades que emprendan todas aquellas áreas que apoyan la

venta de bienes o servicios7. La mayor parte de los recursos que las instituciones

destinan a sus comunicaciones suele ser destinada a gastos de publicidad, y tal

partida consecuentemente es asignada a la unidad responsable de la comunicación de

marketing.

La unidad de comunicación de marketing es la instancia responsable de diseñar y

ejecutar la "estrategia de comunicación integrada de marketing", la cual hoy

necesariamente tiene que extenderse al desarrollo de las acciones pertinentes en

materia de cibermarketing a través de avanzados dispositivos digitales. La

mercadotecnia -es indispensable indicarlo-, representa el fundamento lógico de la

publicidad. La mercadotecnia le confiere dirección, sentido y profundidad. La

publicidad por sí misma carece de perspectiva, es eminentemente pragmática. La

efectividad misma de la mercadotecnia depende de la realización de rigurosas

investigaciones de mercado. El cibermarketing representa una extensión lógica de la

mercadotecnia. Sin embargo, es indispensable destacar que el cibermarketing impone

drásticas adecuaciones en algunos de los conceptos medulares que suelen orientar el

desarrollo de la mercadotecnia convencional.

De acuerdo con Bill Bishop (1999), si en la mercadotecnia convencional la atención se

centra en el producto, en el cibermarketing la atención debe desplazarse al

consumidor o cliente; si en la mercadotecnia convencional se destaca la importancia

del precio, en el cibermarketing el interés se ubicará en el costo que representa al

consumidor el poder satisfacer sus deseos o necesidades; si en la mercadotecnia

convencional se repara en la importancia de las plazas o puntos de venta, en el

cibermarketing el énfasis se concederá a la conveniencia de comprar; si en la

mercadotecnia convencional la prioridad es la promoción, en el marketing digital la

comunicación es lo fundamental. El cibermarketing, concluye Bill Bishop, no se rige a

partir de las famosas 4 Ps de la mercadotecnia convencional (producto, precio, plaza y

promoción).

La base de datos digital admite ser considerada como la herramienta más importante

del cibermarketing. La información almacenada en nuestra base de datos nos permitirá

desarrollar productos y servicios que respondan a las necesidades de cada cliente,

pues por medio de Internet también es posible ofrecer a nuestros clientes un servicio




personalizado8. Un eficiente sistema de Internet no sólo deberá generar ventas en

línea. El sistema Internet deberá contribuir a mejorar la calidad de nuestros servicios

postventa, condición indispensable para propiciar la posible lealtad de nuestros

clientes.

El cibermarketing definitivamente no se limita al empleo de la WWW. Además de

extenderse al empleo de avanzados dispositivos digitales, es indispensable incorporar

aquellas herramientas de comunicaciones de Internet que sean consideradas como

pertinentes, por ejemplo, el correo electrónico, pero definitivamente sin incurrir en

prácticas de spam, del cual se derivan todos aquellos correos indeseables que circulan

diariamente a través de Internet y que los destinatarios tanto detestan recibir en sus

cuentas de correo electrónico. Tales intrusiones afectan significativamente el

desarrollo de las prácticas comerciales en Internet.

Otra de las herramientas de comunicaciones de Internet que podría formar parte de

una estrategia integral de cibermarketing son los chats. En los sitios WWW de algunas

instituciones es posible encontrar los espacios pertinentes para "chatear" con

expertos. Tales iniciativas deben formar parte del programa de servicios "postventa".

Comunicaciones Organizativas

De acuerdo con Cees Van Riel, la unidad de comunicación organizativa es la instancia

responsable para desarrollar los programas en materia de relaciones públicas,

relaciones con el gobierno, relaciones con públicos financieros, comunicación con el

mercado de trabajo, publicidad corporativa, comunicación ambiental y comunicaciones

internas. Sin embargo, en determinadas situaciones la unidad de comunicación de

dirección podría asumir la responsabilidad de desarrollar algunas de la actividades que

Van Riel considera como pertinentes para la unidad de comunicación organizativa, por

ejemplo: la comunicación institucional filantrópica, la publicidad corporativa, las

relaciones públicas, las relaciones públicas con instituciones gubernamentales. La

pertinencia de que la unidad de comunicación de dirección o que la unidad de

comunicación organizativa realicen tales funciones dependerá del tipo de actividades

que realice la misma institución, las condiciones del entorno y hasta la misma

funcionalidad de las unidades de comunicación institucional. Tales situaciones pueden

ser transitorias o podrían formar parte de la agenda de prioridades de la unidad de

comunicación de dirección. Ello dependerá de cada institución. Una vez normalizada la

situación de excepción, tales funciones de nueva cuenta podrían ser transferidas a la

unidad de comunicación organizativa, la cual asumiría la responsabilidad de garantizar

el seguimiento pertinente.




Una segura infraestructura de comunicaciones digitales favorece la efectiva

coordinación que deberán observar cada una de las unidades que dependan del área

de comunicación organizativa. Además, como hemos señalado, el empleo de las

comunicaciones digitales se ha convertido en una herramienta del trabajo cotidiano de

toda oficina, y por supuesto las unidades de comunicación organizativa no podrían ser

la excepción a la regla.

Para el desarrollo de programas de relaciones públicas a través del "sistema nervioso

digital", por ejemplo, es posible diseñar útiles matrices destinadas a la planeación,

ejecución y evaluación de los programas integrales de relaciones públicas a realizar a

través del "sistema nervioso digital". Los objetivos específicos de tales programas

derivarían de los objetivos generales que la institución ha definido para el desarrollo de

sus comunicaciones institucionales estratégicas, en general, y de aquellos objetivos

que es indispensable realizar a través del "sistema nervioso digital".

La misma lógica observaríamos en el desarrollo de cualquier programa que

emprendiésemos a través de nuestro "sistema nervioso digital", por ejemplo, las

relaciones con el gobierno, la comunicación institucional con el mercado de trabajo, la

publicidad corporativa, la comunicación institucional filantrópica, la comunicación

ambiental y las comunicaciones internas. El propósito fundamental es establecer

comunicaciones institucionales eminentemente productivas.

Comunicaciones institucionales con públicos financieros En algunas naciones, las leyes obligan a que determinadas instituciones publiquen con

cierta periodicidad sus estados financieros. Internet es uno de los medios idóneos para

cumplir con los requisitos que establece la ley. Sin embargo, es necesario tener

presente que determinados públicos financieros -los accionistas, por ejemplo-,

demandan información que de ninguna manera resulta pertinente publicar en Internet.

Además de los recursos informativos que resulta indispensable compartir con nuestros

públicos financieros -el libro anual de resultados, por ejemplo-, hoy es indispensable

emplear eficientemente nuestro "sistema nervioso digital" para cumplir los objetivos de

comunicación institucional productiva que deseamos establecer con los públicos

financieros. El desarrollo de un sistema de Extranet destinado a fincar las bases de

una comunicación productiva con los públicos financieros, por ejemplo, permitiría abrir

un efectivo canal de comunicación para atender en cualquier instante sus necesidades

de información.

Para el desarrollo de nuestros programas de comunicaciones institucionales hacia

nuestros públicos financieros a través del "sistema nervioso digital", también es



recomendable diseñar útiles matrices destinadas a la planeación, ejecución y

evaluación de las acciones comunicativas a realizar a través del "sistema nervioso

digital". Los objetivos específicos también derivarán de los objetivos generales que

nuestra institución ha definido para el desarrollo de sus comunicaciones institucionales

estratégicas a través del "sistema nervioso digital". Transitaríamos de la comunicación

lineal -fase de exhibición-, a la comunicación dinámica -fase de integración-, para

finalmente acceder en la fase de extensión a un efectivo clima de comunicaciones

productivas con nuestros públicos financieros.

Comunicaciones institucionales digitales

En cualquier oficina hoy es posible advertir la presencia de computadoras, las cuales

se han convertido en una indispensable herramienta de trabajo. En algunas

instituciones, imaginativas formas de colaboración y trabajo a distancia representan ya

una práctica cotidiana. Cada año es posible advertir la sensible disminución del

número de computadoras que operan como "terminales tontas", incrementándose el

número de computadoras que se encuentran enlazadas a alguna red. Además cada

año las instituciones realizan considerables inversiones para extender las posibilidades

de los "sistemas nerviosos digitales". La incorporación de avanzadas tecnologías de

información en las instituciones responde a la necesidad de elevar los niveles de

eficiencia institucional. Podrá registrar la sensible desacelarción de los efectos de la

macroeconomía, como hoy ocurre en algunas naciones de América Latina, pero

definitivamente reemprenderá el camino.

Además de las unidades de comunicación de dirección, comunicación de marketing,

comunicación organizativa y comunicaciones con públicos financieros, el efectivo

desarrollo de las comunicaciones institucionales hoy perfectamente justifica la

pertinencia de incorporar una unidad dedicada al desarrollo de las comunicaciones

digitales productivas. Las comunicaciones digitales definitivamente admiten ser

consideradas como "forma básica de comunicación".

Evidentemente la unidad de comunicaciones digitales deberá realizar aquellas

funciones de vigilancia del entorno, correlación de elementos y transmisión del legado

cultural que resulten pertinentes para el desarrollo integral de las comunicaciones

productivas de la institución. La vigilancia del entorno, por ejemplo, hoy impone la

necesidad de realizar un permanente monitoreo del ciberespacio. Es indispensable

analizar el desarrollo de los sitios WWW de nuestros posibles competidores, identificar

novedosas formas de servicio al cliente, advertir posibles riesgos, reparar en la



pertinencia de incorporar novedosas herramientas de comunicación e inferir nuevas e

imaginativas aplicaciones comunicativas en las herramientas existentes.

La unidad de comunicaciones digitales no sólo debe intervenir en el diseño, desarrollo

y evaluación de las acciones comunicativas pertinentes que la institución debe

emprender a través de su "sistema nervioso digital" para superar el pragmatismo de

sus comunicaciones lineales y aspirar acceder a la eficiencia de la comunicación

productiva. Las actividades que debe realizar la unidad de comunicaciones digitales

tampoco deberán restringirse al ciberespacio, aunque la responsabilidad de establecer

un clima de comunicaciones productivas con las ciberaudiencias meta efectivamente

sea parte de sus actividades.

La principal contribución que podría reportar el eficiente desempeño de la unidad de

comunicaciones digitales a la dinámica integral de la institución, impone la necesidad

de considerar objetivos que definitivamente desbordan el estricto ámbito del

ciberespacio. La unidad de comunicaciones digitales deberá aportar relevantes

contribuciones al desarrollo integral del "humanismo digital" de las instituciones. Ese

debe ser el principal reto.

Humanismo

A pesar del desarrollo de interfaces cada vez más amigables e inteligentes, la

comunicación entre las personas y las computadoras sigue resultando complicada

para la mayoría de los mortales, e inclusive en ocasiones hasta resulta difícil para los

expertos. En el libro The Unfinished Revolution, Michael Dertouzos, director del

Laboratory for Computer Science del MIT, refiere una simpática anécdota relativa a la

configuración de determinado software que incorporaba alguna aplicación para la

WWW. Además del propio Dertouzos, entre los afamadísimos investigadores que

infructuosamente dedicaron una considerable cantidad de horas para intentar resolver

el problema de configuración figuraba el mismísimo Tim Berners-Lee, inventor de la

WWW y director del World Wide Web Consortium (W3C), el cual precisamente reside

en el Laboratory for Computer Science del MIT.

Para lograr que las considerables inversiones que realizan las instituciones con el

propósito de incorporar las más avanzadas tecnologías efectivamente puedan

contribuir a elevar los niveles de eficiencia institucional, es indispensable reparar en

las necesidades de las personas que usarán tales tecnologías. Parece obvio, sin

embargo la adaptación cultural de las instituciones al entorno resultante de la

incorporación de cada nueva tecnología sigue siendo un proceso crítico en la mayoría

de las instituciones.



Si la introducción de avanzadas tecnologías es abrupta, el negativo impacto cultural

que podría producir la violenta introducción de la tecnología inclusive podría desalentar

a los posibles usuarios. El tiempo destinado a la adaptación del nuevo entorno

ecológico que introducen las nuevas tecnologías en las instituciones suele representar

costos innecesarios. Tiempo, dinero y energía humana que definitivamente es

indispensable no desperdiciar. Tales procesos definitivamente podrían resultar más

sencillos, si oportunamente se toman en consideración los aspectos humanos y

culturales que involucra todo proceso de adaptación. La capacidad para asimilar

incertidumbre -la incorporación de cada nueva tecnología genera incertidumbre en el

sistema institucional-, definitivamente varía hasta en organizaciones de un mismo

sector y de una misma localidad. La capacitación remedial no representa una efectiva

solución a los problemas que suelen derivarse de la violenta introducción de

avanzadas tecnologías en las instituciones. Los ingenieros en sistemas

computacionales y los profesionales de la informática -afirma el propio Dertouzos-,

suelen minimizar la gravedad del impacto cultural que produce la introducción de cada

nueva tecnología en las instituciones.

Michael Dertouuzos propone al "Human-centric computing" como una emergente

disciplina híbrida, la cual se ubica en la intersección que de alguna manera vincula a la

informática con las humanidades, la cual, a través de su desarrollo, deberá aportar

soluciones pertinentes para amortizar los negativos efectos que suelen derivarse de la

introducción de las nuevas tecnologías de información en las instituciones, y por

supuesto también en las sociedades. El "humanismo computacional" parte de la

siguiente premisa: "Information technology should help people do more by doing less"

(Dertouzos: 2001, 6).

La unidad de comunicaciones digitales institucionales podría convertirse en la

instancia idónea para realizar útiles contribuciones al desarrollo del humanismo digital

institucional. El principal reto de la unidad de comunicaciones digitales radica en

aportar el razonamiento humanista, eminentemente comunicativo, capaz de facilitar la

implantación de cualquier nueva tecnología en las instituciones. Superar las inercias

institucionales de ninguna manera será una tarea sencilla:

Since there are many information activities at most organizations, there is a fertile

ground. Going against you, however, will be people's resistance to reaching agreement

across departments on what should be automated and the conventions to be used.

Overcoming that will requiere age-old managing skills rather than new technologies

(Dertouzos: 2001, 66).

Más allá de la natural especulación que afortunadamente ya es posible advertir sobre

algunos temas relacionados con las "comunicaciones mediadas por computadoras" en



los recintos de algunas de nuestras escuelas y facultades en América Latina, en las

cuales se imparten la licenciatura o programas de postgrado en comunicación, es

indispensable reparar en la pertinencia de realizar profundas reformas en nuestros

programas de estudios, reparando en la pertinencia de contribuir a formar a los

calificados comunicadores digitales que hoy demandan las instituciones.

Resulta lamentable advertir cuántos de los egresados de nuestras escuelas y

facultades de comunicación hoy se encuentran desempleados o subempleados,

realizando actividades que definitivamente se apartan del ejercicio profesional de la

comunicación, inclusive dedicados a la venta de enciclopedias -finalmente son obreros

de la cultura-.

Nuestro trabajo, como académicos e investigadores de la comunicación, es poder

proporcionarles la mejor preparación para que ellos efectivamente puedan encontrar

trabajo, realizándose plenamente como profesionales de la comunicación. Es tiempo

de ser más humildes y reconocer que el aprendizaje es dialéctica pura y que los

cambios son tan necesarios como inevitables. Debemos aprender a cambiar. No cabe

duda que no hay nada más práctico que una buena teoría. La mejor conclusión posible

se encuentra en las "juiciosas" palabras de Abraham:

Lo productivo en comunicación va más allá de fuentes egoístas y de emisores y

receptores estratégicos que buscan influirse de forma efectiva con base en objetivos

diversos . En la productividad, la responsabilidad es tripartita: el proveedor (emisor)

busca producir información con los requerimientos de calidad acordados con su

usuario; el usuario, por su lado, está obligado a retroalimentar a su proveedor de forma

tal que le ayude a mejorar en su capacidad comunicativa, y todas las partes deben

asumir su responsabilidad individual ante el sistema que integran para que la mejora

colectiva dé como resultado beneficios en términos de los objetivos comunes que se

pretenden

En no pocas instituciones y empresas, el departamento de mercadotecnia opera de

forma independiente al área de comunicación organizativa. Tal situación

definitivamente se traduce en dispersión. No pocas empresas e instituciones carecen

de un área de comunicación, pero difícilmente falta un departamento de

mercadotecnia. En esas organizaciones el área de mercadotecnia suele coordinar a

los departamentos de publicidad, relaciones públicas y comunicación interna.

Evidentemente tales organizaciones obtienen pobres resultados de sus

comunicaciones. Las áreas de mercadotecnia de ninguna manera pueden suplir las

funciones deseables que debe realizar la unidad de comunicación de dirección.

Tal situación indudablemente afirma la pertinencia de las tesis propuestas por Toffler



en lo relativo a la naturaleza "desmasificada" que distinguiría a los medios de

comunicación en los tiempos de "la Tercera Ola".



LAS COMUNICACIONES DIGITALES

Todo el mundo sabrá lo que es el CW (código Morse). En realidad es la forma mas

antigua de comunicación digital que esta en uso. Eso no quiere decir que perdió toda

su utilidad, por supuesto.

Como funciona? No hablaremos del telégrafo por cable - al final somos

radioaficionados. En nuestro caso, el transmisor es sencillamente 'encendido' mientras

que apretamos la llave de Morse, y se 'apaga' cuando la soltamos. Podríamos llamar

al estado 'encendido' 1, y al estado 'apagado' 0... Y tenemos comunicación digital.

Ahora cual es la gran ventaja del Morse que hace que todavía este en uso? Por

supuesto unas de las causas principales es el hecho que hay tantos equipos en

servicio todavía. Pero también una razón importante es la gran confiabilidad de ese

sistema. Los equipos son relativamente sencillos (y baratos!), y gran parte del sistema

depende de la operatividad del operador.

Para la recepción de CW se necesita un receptor con un oscilador de batido (BFO).

Ese oscilador tiene como tarea hacer audible a la señal de CW que no tiene

modulación. Al 'batir' la señal recibida con una señal local corrida en frecuencia unos

1000 Hz (1kHz) mediante un circuito llamado 'detector de producto', se obtiene un tono

audible con la frecuencia de la diferencia. Realmente, para recibir CW el receptor no

necesita nada mas que un BFO, un detector de producto (o mezclador) y un

amplificador de audio. Ese tipo de receptor se llama de 'conversión directa' (DC).

Se puede decir que el espacio que necesita un transmisor dentro de la banda depende

de la velocidad que se transmite la información. Por su baja velocidad, CW ocupa una

porción muy pequeña. En el receptor de CW se pueden usar filtros muy selectivos,

para rechazar otras señales.

Ahora entonces porque no se siguió utilizando el CW en las comunicaciones mas

modernas? La velocidad es solamente una de las razones - aunque quizás la principal.

Un operador bueno puede recibir telegrafía a 30 o 40 palabras por minuto. Pero tal

operador necesita un entrenamiento de muchos meses para llegar a esa velocidad.

Entonces se busco una forma para poder decodificar automáticamente lo recibido. El

código Morse, donde casi cada letra tiene un largo distinto, no se presta muy bien para

una máquina mecánica que gira siempre con una velocidad constante. Por eso se

diseñó el código Baudot para teletipo.

Otro problema con la decodificación automática del CW es su misma forma de

transmisión. En las pausas que existen entre los signos y entre las letras, no se

transmite nada. Entonces el receptor tiende a tratar de subir la ganancia

automáticamente para mejorar su sensibilidad. Cualquier interferencia que existe en



ese intervalo entonces puede disparar a la máquina. Hacer ese control de ganancia

mas lento no es una solución muy buena, ya que tiene que compensar los efectos del

'fading' (QSB: variaciones de la señal por condiciones atmosféricas).

Y otro detalle mas: los operadores manuales no producen un código tan perfecto como

lo exige la máquina. Algunos de los programas que decodifican Morse con

computadora actualmente, pueden compensar variaciones de velocidad, pero la

mayoría tienen problemas cuando el corresponsal transmite 'puntos' y 'rayas'

irregulares... Los manipuladores electrónicos han mejorado notablemente la calidad de

la transmisión, pero la evolución de las computadoras impuso la necesidad de un

código mas apropiado.

Algunos términos:

AGC: Automatic Gain Control (Control Automático de ganancia)

BFO: Beat Frequency Oscillator (Oscilador de batido)

CW: Continuous Waves (Portadora sin modulación)

DC: Direct conversion (Conversión directa)

Comunicaciones digitales - RTTY

Dos problemas a solucionar:

No debe haber espacios de transmisión para evitar interferencias.

Los códigos deben tener el mismo largo para cada carácter transmitido.

Este último requerimiento no tiene mucha importancia con las computadoras, pero si lo

tenia para la decodificación mecánica. Si además podemos aumentar la velocidad -

bienvenido sea...

Primero un poco de historia:

En 1874 un francés, Emile Baudot, diseño un sistema de telégrafo que imprime

directamente. Para la transmisión definió un código, actualmente en uso, llamado el

código Baudot. Hasta fin del siglo 19, la transmisión se efectuaba manualmente,

requiriendo dos operadores muy entrenados...

En 1907 se formo una compañía en Estados Unidos, llamada 'Morkrum Company' que

después se convertiría en la famosa 'Teletype Co', dedicándose al desarrollo de

máquinas para la decodificación del código Baudot. En Inglaterra se forma la 'Creed

Company' que en 1927 empezó a diseñar su primera máquina para teletipo. En

Alemania la empresa 'Kleinschmidt' fue una de las primeras a dedicarse al teletipo.

Todos esas máquinas infernales eran una joya de diseño mecánico y algunas han

prestado servicio durante mas de 30 años, 24 horas por día. Mi primer teletipo, un

Creed modelo 7B, comprado por el equivalente de 10 dólares en surplus, cumplió 42

años... sus mas de 1500 partes y 20 kilos!



Todos esas máquinas fueron desarrolladas para uso en servicio terrestre por cable.

Necesitaban fuentes de 100 a 150 voltios corriente continua para la excitación de las

bobinas.

Ahora a la actualidad:

Empecemos por lo mas difícil. Los códigos que usaremos tienen que tener el mismo

largo. En teletipo por cable, entre caracteres, el circuito queda con una corriente

constante. Ese estado se llama 'Mark' (1). La transmisión se realiza por 'cortes de

corriente' (Space, 0). Cuando empieza un carácter, se interrumpe durante un lapso

corto (22 ms) la corriente marcando así el arranque (Start) (0). Luego siguen 5

intervalos iguales (también de 22 ms) donde la presencia o no de la corriente (0/1)

forma el carácter. Y por último sigue un intervalo algo mas largo (Stop, 32 ms), con la

corriente presente (Mark). Luego sigue eventualmente el próximo carácter.

Los 5 intervalos nos permiten formar 32 combinaciones diferentes. Eso ni siquiera

alcanza para representar 26 letras, 10 dígitos, y algunos signos. Menos si necesitamos

además comandos especiales para controlar el avance del papel (Line Feed, LF) y el

retorno del carro al margen izquierdo (Carriage Return, CR). Por eso dos códigos

fueron asignados para elegir dos juegos de caracteres, similar al uso de 'Mayúsculas'

en el teclado de la máquina a escribir. Se asigno un código para cambiar a 'LETTERS'

(letras) y código para volver a 'FIGURES' (números). Para escribir ON6JC habría que

teclear entonces: O N <FGRS> 6 <LTRS> J C. Las computadoras detectan

automáticamente la diferencia e insertan los comandos necesarios.

Un carácter toma entonces:

Start Interv1 Interv2 Interv3 Interv4 Interv5 Stop

22 + 22 + 22 + 22 + 22 + 22 + 32 = 164ms

Resulta en mas o menos 6 caracteres por segundo, o unas 60 palabras por minuto. La

velocidad se expresa en 'Bauds', y es el número de intervalos (mas cortos) que se

transmiten por segundo. En nuestro caso sería 1/0.022 = 45.45 Bauds, la velocidad

mas utilizada entre radioaficionados. Comercialmente se utilizan además 50, 56, 74 y

100 Bauds.

El problema de las pausas de transmisión de CW se soluciona muy fácil: se deja la

portadora continuamente en el aire. Por supuesto necesitamos transferir la información

de alguna forma. Tenemos que elegir un modo de modulación. Modulación de

amplitud

no se presta muy bien para la transmisión de datos, por su sensibilidad a ruido, QSB

etc. Entonces nos queda solamente modulación en frecuencia.

La modulación elegida, FSK, desplaza la frecuencia cuando se transmite el 'Mark' por

un valor que varia según el servicio. Los radioaficionados utilizan únicamente 170 Hz



de desplazamiento. El 'Mark' corresponde normalmente con la frecuencia mas alta, el

'Space' con la mas baja. Por ejemplo: Mark en 14.10017 MHz y Space en 14.10000

MHz.

Para la recepción utilizamos de nuevo el receptor de CW con su oscilador de batido.

En lugar de generarnos un solo tono cuando hay portadora, escuchamos ahora dos

tonos, uno correspondiente a Mark, el otro a Space, desplazados uno al otro por 170

Hz. Normalmente se sintoniza el receptor de tal forma que los tonos que resultan son

2125 Hz y 2295 Hz. Luego se convierten los tonos en 1 y 0, y la computadora se

encarga de decodificar la información.

Ahora, y las desventajas? En presencia de errores en la transferencia - ya sea QSB,

ruido etc... - no hay forma de darse cuenta. En el caso de texto el asunto no es tan

grave - el idioma tiene bastante redundancia para permitir muchos errores. Pero en el

caso de datos numéricos, no hay corrección... Además si la máquina perdió uno de los

caracteres de control (LTRS o FGRS), sigue escribiendo en el modo equivocado.

Términos técnicos:

RTTY: RadioTeleTYpe (Teletipo vía radio)

AM: Amplitude Modulation (Modulación en amplitud)

FM: Frequency Modulation (Modulación en frecuencia)

AFSK: Audio Frequency Shift Keying (Modulación por desplazamiento de frecuencia

en baja frecuencia -audio-. Luego de modular en banda lateral se convierte en FSK)

FSK: Frequency Shift Keying (Modulación por desplazamiento de frecuencia -

Directamente en alta frecuencia-)

TU: Tuning Unit óTerminal Unit (Decodificador de RTTY)

ms: Milisegundo.

Comunicaciones digitales

Durante muchos años el RTTY fue aceptado con sus falencias por falta de

alternativas... Hasta que la electrónica permitió construir circuitos digitales compactos.

Entonces -

principalmente para uso en servicios marítimos y telégrafos - se diseño un circuito que

permitió control sobre la exactitud de lo recibido. El sistema se llamaba básicamente

TOR (Teletype on radio), y genero varios sistemas relacionados, como el SITOR y el

AMTOR (Amateur TOR). El circuito controladora se instalo originalmente entre el

receptor de radio y el teletipo mecánico.

Como podemos transmitir un carácter de una forma que el destinatario se puede dar

cuenta si fue recibido correcto o no? El código original Baudot no permite errores en



sus 32 combinaciones - si uno de los 5 intervalos cambia de valor, el resultado es otro

código válido. Se dice que este código no tiene redundancia, ya que no permite ningún

tipo de deformación.

Para generar un código redundante, tenemos que agregar mas 'bits' (o intervalos), que

no tienen otra función que hacer el código controlable. En TOR se agregan dos bits a

los 5 del Baudot. La cantidad de códigos válidos en total es (casi) igual que el código

Baudot. La cantidad de combinaciones posibles con 7 bits es 128 (2^7). De ellos solo

34 (32 de Baudot + 2 nuevos) son válidos (mas o menos 25%).

Como es el protocolo? En el modo ARQ, la estación que esta transmitiendo

información, la transmite en grupos de tres caracteres cada uno, y luego espera la

confirmación del destinatario. Ese contesta alternadamente - mientras todo va bien -

con dos códigos especiales llamados C1 y C2. Supongamos que dos estaciones están

comunicando, y que estación A 'tiene la palabra':

Estación A Estación B Comentario

[THE] ----> [THE] Recibió bien,

<---- C1 confirmo.

[ QU] ----> [ QU] Recibió bien,

<---- C2 confirmo.

[ICK] ----> [I_K] Recibió mal,

<---- C2 repito C2.

[ICK] ----> [ICK] Ok,

<---- C1 confirmo.

Por supuesto es bien posible que el código de confirmación se pierda en el 'aire'...

Entonces, la estación transmisora (llamada MASTER), al no recibir confirmación de la

otra estación (SLAVE) manda un bloque de tres caracteres especiales RQ (ReQuest):

Estación A Estación B Comentario

[ BR] ----> [ RO] Recibió bien, confirma

<---- C2

[OWN] ----> [ QU] Recibió bien, confirma

? X--- C1 No llega la confirmación...

[rrr] ----> [rrr] Que paso? [ReQ ReQ ReQ]

<---- C1 Aaaah, entonces repito C1

[ FO] ----> [ FO] Ok, confirma

<---- C2

La llamada a una estación se realiza mediante dos bloquecitos de tres caracteres

compuestos:



[Car1 ReQuest Car2] [Car3 Car4 ReQuest]

Los caracteres pueden ser o el código de la estación llamada, normalmente cuatro

letras de la característica, o pueden ser CQCQ, para hacer una llamada general.

Cuando la estación que llama recibe dos códigos consecutivos de confirmación

correctos, arranca la comunicación.

Por supuesto que hay mas... Hay un protocolo para pasar la palabra de una estación a

otra, para recuperarse de perdida de señal, etc etc... Pero la descripción completa cae

fuera del marco de este boletín. La descripción completa del protocolo, por G3PLX (el

'papá' del AMTOR) consta de 7 páginas.

Lo que si falta describir es el modo 'broadcast' para transmisión de boletines, donde no

hay corresponsal para la confirmación. En este caso, la estación transmisora transmite

dos veces la misma información, ahora en grupos de 4 caracteres cada uno. El

receptor elegirá de los dos grupos el que recibió correctamente. Este modo se llama

'FEC'. Para poder sincronizar con el grupo 1 y 2 correctamente, la estación transmite

al

principio del mensaje, y luego por lo mínimo una vez cada 100 caracteres transmitido,

una secuencia de sincronización.

Para compensar la perdida de velocidad, tanto por la necesidad de esperar cada vez

la confirmación como los dos bits agregados, AMTOR transmite mas rápido que RTTY:

un intervalo dura 10 ms, correspondiendo a 100 Bauds. Además no se transmiten ni el

START ni el STOP del código Baudot. Entonces un grupo tarda 10 ms x 7

(bits/caracter) x 3 = 210 ms. Entre grupos, el master siempre espera durante 240 ms

para la respuesta del slave. De no recibir a tiempo la confirmación, transmite la

secuencia [rrr]. El resultado es un ciclo de 210 + 240 = 450 ms para cada 3 letras, o

nuevamente 6 letras por segundo, parecido a RTTY.

Rendimiento de AMTOR: En la primera columna un número que indica el porcentaje

que el canal es 'utilizable' (QRM, QSB etc...) En la segunda columna es el porcentaje

del mensaje transmitido que se recibió correctamente:

Calidad del canal Calidad de recepción Tiempo tomado

100 % 100.0 % 1.00

90 % 99.8 % 1.11

80 % 99.8 % 1.25

50 % 99.2 % 2.00

30 % 98.2 % 3.30

10 % 93.0 % 10.00



5 % 85.2 % 20.00

Desventajas: dos veces por segundo el transmisor pasa a transmisión. Para

transmisores con rele es una prueba para la paciencia del operador y para los reles.

Además el tiempo entre grupos es pequeño, y alcanza, en condiciones optimas, justo

para 20000 km. AMTOR por Oscar 13 no es posible, ya que la distancia supera mucho

ese valor (35000 km ida y vuelta, 70000 en total). La confirmación no llegaría a tiempo.

No todos los transmisores son lo bastante rápido en conmutación para acomodar

contactos en AMTOR. Y la velocidad sigue baja.

Términos técnicos:

FEC: Forward Error Correcting (Corrección de errores por repetición)

ARQ: Automatic ReQuest: (Corrección por pedido de repetición.)

TOR: Teletype On Radio (Versión marítima del sistema)

AMTOR: Amateur TOR (Versión radioaficionados)

MASTER: Estación originaria de la información (controlando)

SLAVE: Estación receptora (controlada)

Request: Pedido de repetición.

Comunicaciones digitales - Packet Radio

Llegamos a lo 'nuestro'... El packet esta regido por un conjunto de reglas y normas.

Las normas de transmisión varían de banda en banda y determinan los tonos

utilizados, la velocidad de transmisión etc.

El contenido de la transmisión, el 'protocolo', se llama AX.25. Es un 'subset', o una

parte, de la norma X.25 de CCITT que fue desarrollada para la comunicación digital.

Entre otros esta usado en la red ARPAC en Argentina. Esta norma prevé varios modos

de trabajo, donde una estación puede ser 'Master' o 'Slave'. En el caso de la norma

para radioaficionados, ninguno de las dos estaciones tiene 'privilegios'. Se trata de un

modo llamado 'modo asíncrono balanceado'. Balanceado dado que ambas estaciones

tienen los mismo privilegios, asíncrono por la forma de intercambiar mensajes y

confirmaciones.

La estación no se llama más 'estación' o 'módem'... Ahora se llama TNC. El TNC

puede ser implementado por separado, como el Kantronics o el TNC2, o puede estar

completamente contenido en el programa de la computadora, como el programa

Digicom para la Commodore 64/128. El TNC se encargará de que la información se

intercambie correctamente según el protocolo AX.25.

En HF se utilizan 300 Bauds, y un desplazamiento de 200 Hz entre el 'Mark' y el

'Space'. En VHF se estandardizó 1200 Bauds, y tonos de 1200 y 2200 Hz, derivados

de la norma Bell para módems de teléfono. Además de estos 1200 Bauds, se están

utilizando, especialmente en bandas mas altas (430 MHz, 1290 MHz) velocidades



mucho mas elevadas. En EEUU han desarrollado módems que llegan hasta 56000

Bauds!

La información se transmite en 'paquetes'. Además de la información, se transmite un

'header' o encabezamiento, y un 'trailer', o terminación. Ese header contiene el

indicativo del originador del mensaje, el indicativo del destinatario, y eventualmente las

características de los 'digipeaters' (mas sobre los digipeaters luego). Luego contiene

un carácter que indica el tipo de paquete, que puede ser un paquete de información,

de

confirmación y mas todavía... Sigue un número de 0 a 7 que va indicando el número

de secuencia del paquete. Sigue la información, y al final sigue un código que permite

el control sobre el contenido recibido, con una certeza de más de 1000 veces la de

AMTOR.

Hay tres tipos de paquetes:

(U) Paquetes no numerados, por ejemplo para la baliza.

(S) Paquetes de supervisión, para confirmar, o pedir repetición

(I) Paquetes numerados, que contienen información.

El formato de los 'frames' (cuadros) (U) y (S) es igual:

(S) o (U) frame (I) frame Comentario

01111110 01111110 'Flag' de sincronismo

10011000 (L) 10011000 Indicativo de la

10101010 (U) 10101010 estación de destino

01100010 (1) 01100010

10101100 (V) 10101100

10010010 (I) 10010010 LU1VIP-0

10100000 (P) 10100000 (Estación principal,

11100000 (-0) 11100000 (SSID) el -0 no aparece)

10011110 (O) 10011110 Indicativo de origen

10011100 (N) 10011100

01101100 (6) 01101100

10010100 (J) 10010100

10000110 (C) 10000110 ON6JC-0

01000001 (espac) 01000001 Siempre 6 caracteres,

01100000 (-0) 01100000 (SSID) si faltan rellenar.

CONTROL CONTROL Un byte de control

---- PID Número de secuencia

---- <datos> Información



FCS(1) FCS(1)

FCS(2) FCS(2) 'Suma' de control para

01111110 01111110 control de integridad

Termina con otro Flag

Si hay repetidoras (digipeaters) en el camino, se agregan las características entre

origen y destino.

La transmisión de los datos no contiene Start ni Stop como el AMTOR. Los caracteres

consisten de 8 intervalos ahora (bits), todos disponibles para transmitir información,

permitiendo hasta 256 posibilidades o caracteres diferentes. En lugar del venerable

código Baudot se eligió el código ASCII, que define los caracteres y funciones

especiales para combinaciones 0 hasta 127.

Para los que buscan el código ASCII en la tabla: el código fue desplazado una

posición hacia la izquierda, y se agrego un '0' en el lugar a la derecha. De esa forma

se puede detectar la última característica de la cadena, ya que en el SSID de la última

característica el bit de la derecha es un '1'.

(U) frames tienen como función principal establecer o cortar una comunicación. El

campo de Control determina la función:

(UA) Confirma el pedido de conexión o desconexión pedido por la otra estación.

(FRMR) Rechaza un frame, pero sin conocer el número del paquete que se espera.

(UI) Información sin numerar: Balizas etc.

(S) frames manejan la transferencia de datos mientras que la conexión esta

establecida y funcionando. También el control tiene varios significados:

(RR) Confirmación de recepción correcta.

(RNR) El receptor no esta listo para recibir - espere.

(REJ) Un paquete fue mal recibido o estaba fuera de secuencia.

Como ya mencionamos antes, cada mensaje de información lleva un número de 0 a 7

(y luego vuelve a 0)... Eso le permite a los (S) frames de informar al originador, el

mensaje confirmado o rechazado. Siempre se incluye el número del próximo mensaje

que se espera, por ejemplo: si recibimos un paquete con número 5, lo confirmamos

con RR6.

Otro vez el protocolo tiene mas secretos de lo que podemos describir en el marco de

este boletín. Para los interesados en los detalles la obra de referencia es una

publicación de la ARRL:

AX.25 AMATEUR PACKET-RADIO LINK-LAYER PROTOCOL

(Version 2.0, October 1984)

Esta publicación contiene todas las definiciones de la versión 2.0 del protocolo

utilizado.



Un QSO (corto) podría ser así:

ON6JC to LU1VIP ctl SABM ! Pedido de conexión

LU1VIP to ON6JC ctl UA ! Confirmación

ON6JC to LU1VIP ctl I05 ! Encabezado del mensaje

Hola VIP, como andas... ! Texto del mensaje

LU1VIP to ON6JC ctl RR6 ! Confirmación

ON6JC to LU1VIP ctl I06 ! Encabezado del mensaje

Hay nieve ya en Bariloche? ! Mensaje...

--------xxxx------ ! Interferencia, pasan

! FRACK segundos...

ON6JC to LU1VIP ctl RR0 !* Manda algo para que

LU1VIP to ON6JC ctl RR6 !* LU1VIP contesta con

ON6JC to LU1VIP ctl I06 ! el numero anterior

Hay nieve ya en Bariloche? ! Entonces ON6JC repite

LU1VIP to ON6JC ctl RR7 ! y LU1VIP confirma.

LU1VIP to ON6JC ctl I70 ! Ahora LU1VIP manda

Hola John... Todo bien ! dos paquetes juntos,

LU1VIP to ON6JC ctl I71 ! de los cuales ON6JC

Por aquí... ! recibe solo el segundo

ON6JC to LU1VIP ctl REJ1 ! Entonces ON6JC nota

LU1VIP to ON6JC ctl I70 ! que algo anduvo mal,

Hola John... Todo bien ! y rechaza el segundo

LU1VIP to ON6JC ctl I71 ! paquete, haciendo

Por aquí... ! repetir a LU1VIP...

ON6JC to LU1VIP ctl RR2 ! Ahora si entro bien.

LU1VIP to ON6JC ctl I72 ! Algo mas viene...

Tengo que irme, John...

LU1VIP to ON6JC ctl I73

Hasta mas tarde!

ON6JC to LU1VIP ctl RR4 ! Confirma

ON6JC to LU1VIP ctl I07

Ok. Christian... Chau... ! No queda otro remedio

ON6JC to LU1VIP ctl DISC ! que desconectar,...

LU1VIP to ON6JC ctl UA ! LU1VIP confirma la desconexión.

La secuencia marcada con !* es típico para estaciones que utilizan la versión 2 del

AX.25. Regularmente aparecen algunos que por error utilizan la versión 1, menos



sofisticada. En tal caso ON6JC no preguntaría si LU1VIP recibió bien mediante el

RR0, sino directamente repite el mensaje entero - una clara pérdida de tiempo, ya que

puede ser que LU1VIP recibió bien el mensaje y que la confirmación se perdió por la

interferencia.

Aquí siguen algunas abreviaciones...

CCITT : Comitee Consultatif International des Telephones y Telegraphes.

ASCII : American Standard Code for Information Interchange: (Explicación larga para

describir una definición nueva del código Baudot, un poco mas organizado)

Digicom: Programa hecho por un estudiante alemán durante sus vacaciones para

decodificar Packet con equpos Commodore 64 o 128 - SIN TNC!

TNC : Terminal Node Controller (Módulo controlador y formateador para

comunicaciones en Packet. Puede ser un 'aparato' separado o puede estar

implementado en programa completamente... caso Digicom)

U : Unnumbered frames (Paquetes sin numeración).

S : Supervisor frames (Paquetes de supervisión/control)

I : Information frames (Paquetes de información)

SABM : Set Asynchronous Balanced Mode (Pedido de conexión de una estación a

otra).

RR : Receive Ready (Confirmación de recepción correcta)

RNR : Receive Not Ready (El receptor no esta dispuesto a recibir el paquete)

REJ : Reject (Rechaza un paquete, normalmente porque le faltan paquetes anteriores)

FRMR : FRaMe Reject (Rechazo de paquetes, pero en un caso especial, donde hubo

perdida de sincronismo)

DISC : DISConnect (Pedido de desconexión)

DM : Disconnect Mode (Informa al corresponsal que ya estaba desconectada, y que la

información se perdió)

UI : Unnumbered Information (Información en paquetes sin número. Textos de balizas

etc)

UA : Unnumbered Acknowledge (Confirmación sin número, para aceptar SABM o

DISC)

FCS : Frame Check Sequence (Código calculado con una fórmula estandardizada por

el CCITT para controlar la integridad de los datos)

PID : Protocol IDentifier (Código para uso en redes especiales, como por ejemplo entre

'nodos')

SSID : Secondary Station IDentifier (Permite el uso de varios transmisores simultáneos

bajo el mismo indicativo. Por ejemplo ON6JC, para la estación base, ON6JC-1 para un

digipeater etc...)



Comunicaciones digitales - Nodos y digipeaters

En realidad la estación de cada aficionado - que trabaja en packet, por supuesto - es

un nodo... Solamente que es este caso se habla de un 'nodo terminal', ya que la

información no se retransmite.

El digipeater (contracción de Digital Repeater) es parecido a la repetidora en VHF. La

única diferencia es que la repetidora recibe un 'paquete' y lo retransmite. Solo lo

retransmite si lo recibió correctamente. Supongamos dos estaciones (ON6JC y

LU1VIP) que están utilizando a LU3AGJ como repetidora. La repetidora de Juan se

llama LU3AGJ-1. Entonces el QSO se ve asi:

ON6JC LU3AGJ-1 LU1VIP

Paquete1....... (1)

........Paquete1........ (2)

(3)........Confirmacion1

.......Confirmacion1..... (4)

Paquete2.......

........Paquete2........

........Confirmacion2

.......Confirmacion2.....

Vemos que, para que un mensaje se reciba correctamente, y la confirmación llega

correctamente, hay 4 transferencias que tienen ejecutarse sin problemas. Además - ya

que se supone que ON6JC y LU1VIP no se escuchan entre si, sino no utilizarían al

digipeater - es posible que LU3AGJ-1 reciba datos de las dos estaciones

simultáneamente. Esto se llama una 'colisión'.

El uso de digipeaters estaba previsto en la norma AX.25, pero con la condición que el

uso en el futuro seria reemplazado por una forma de 'repetición' mas eficiente.

Podemos enlazar digipeaters para cubrir mas distancia. En HF casi imposible y

completamente impráctico. Aun con un solo digipeater la comunicación resulta

demasiado poco confiable para justificarse. Con dos digis tendríamos 6 (!)

transferencias que tienen que ejecutarse sin error...

El 'nodo' es una repetidora 'inteligente'. En lugar de comportarse como una repetidora,

se comporta mas como una estación automática. Para utilizarla, el usuario se conecta

con el nodo como si fuera una estación común. Luego le da al nodo el comando para

que ese se conecta al corresponsal. Una vez conectado la comunicación se ve así:

(Ahora usamos LU3AGJ-4, el nodo de Juan...)

ON6JC LU3AGJ-4 LU1VIP



Paquete1....... (1)

.......Confirmacion1 (2)

Paquete1......... (1)

(2).........Confirmacion1

Paquete2.......

.......Confirmacion2

Paquete2.........

.........Confirmacion2

La gran diferencia se nota: El mensaje se confirma en seguida. El paquete original no

tiene que llegar el destino para que el originador reciba su Ok... El nodo almacena un

número de paquetes y se 'hace responsable' de la transferencia al destino. Cuando

no tiene mas memoria disponible, el nodo le informa al originador de los mensajes de

'esperar un poco' (código RNR).

Otro detalle: ON6JC se conecto con LU3AGJ-4... Cuando le da a LU3AGJ-4 la orden

de conectarse a su vez con LU1VIP, LU3AGJ último toma la 'personalidad' de ON6JC,

utilizando la característica ON6JC-15 para hacer la conexión. Entonces el enlace se ve

en realidad como si dos QSO se desarrollan independientemente:

ON6JC LU3AGJ-4 ON6JC-15 LU1VIP

Paquete1....... (1)

.......Confirmacion1 (2)

Paquete1......... (1)

(2).........Confirmacion1

Paquete2.......

.......Confirmacion2

Paquete2.........

.........Confirmacion2

Al igual que con digipeaters, podemos enlazar nodos. Cada vez hay que hacer la

conexión. El primer nodo utiliza con el segundo ON6JC-15. El segundo con el tercero

ON6JC-14, el tercer nodo con el destinatario ON6JC-13...:

ON6JC --> LU3AGJ-4

ON6JC-15 --> LU1VIP-4

ON6JC-14 --> etc.....

En HF, enlaces involucrando mas de un nodo son imprácticos. La eficiencia de un

nodo se estima 6 veces mas alta que la de un digipeater!

Existen ahora dos tipos de nodos: Los dedicados al trabajo de nodo, y los llamados

'KaNodes'. Esos últimos permiten al dueño el uso normal del TNC simultáneamente

con el trabajo como nodo. Los nodos dedicados están especializados en el trabajo



como tal. Donde esta la ventaja de este tipo entonces? Dado el 'tiempo libre' que

disponen, estos TNC se dedican a mantener datos de otros nodos que están al

alcance. Mantienen una lista de las características, y además de la calidad del enlace.

Para realizar ese trabajo, regularmente, pasan mensajes entre si para controlar la

'propagación'. Un sistema con nodos que ha estado trabajando un tiempo, contiene un

mapa de todas las combinaciones posibles, dentro de su alcance. Entonces si me

conecto con LSR (el nodo en Pampa de Achala), le podría pedir que me conecte con

LU3AGJ en el nodo de LU8DYF. El nodo LSR sabrá como buscar el camino óptimo

para llegar al destino. (Lastima que no hay lo bastantes nodos en el camino entre

Buenos Aires y Córdoba!)

Los Kanodes no tienen ese mapeo automático, pero si mantienen una lista de

estaciones escuchadas, para ayudar la elegir la conexión.

Estaciones con la posibilidad de actuar como Kanode, normalmente se identifican

regularmente como (ej.):

CE3DWJ CE3DWJ-1/D CE3DWJ-3/G CE3DWJ-2/B CE3DWJ-4/N

Donde:

/D es el indicativo del digipeater

/N de nodo,

/B de casilla,

/G de Gateway. (El gateway es un especie de nodo, pero cruzando bandas).

Mas información técnica en la serie de boletines de LU4AEY. Agradezco los

comentarios de CX7BY, LU1YDM, LU1OGG, LU6EXG, OA4BJ



TRANSMISIONES DIGITALES POR RADIO

Señales analógicas y digitales

Las comunicaciones digitales son actualmente empleadas en el campo de la

radioaficisn y de las telecomunicaciones en general, y comprende tanto las

comunicaciones de escritos a nivel digital (tilex, mensajes), como las comunicaciones

de voz e imagen digitalizadas. Este estudio se refiere a las comunicaciones digitales

en general, y en particular a las comunicaciones digitales de mensajería.

Existen varias modalidades de comunicaciones digitales actualmente, casi todas ellas

empleadas por los radioaficionados. Estas modalidades son, por orden histórico:

- Telegrafía (CW).

- Radioteletipo (RTTY), con varias modalidades:

- Baudot

- ASCII7

- ASCII8

- Radioteletipo SITOR, con varias modalidades:

- SITOR A

- SITOR B

- AMTOR ARQ

- AMTOR FEC

- NAVTEXT

- SHIP/SYNOP (reportes meteorológicos entre estaciones terrestres y marinas)

- Packet radio (Radio paquete digital), ideado por radioaficionados.

- CLOVER y PACTOR (últimas aportaciones de los radioaficionados).

La transmisión de informaciones clásicamente ha sido por el uso de señales

analógicas, y la voz y el sonido son ejemplos de señales analógicas.

Una señal analógica se caracteriza porque su amplitud o nivel puede admitir un

número teóricamente infinito de valores posibles: Un amplificador convencional

analógico puede reproducir cualquiera de estos infinitos niveles de señal: Si su salida

esta limitada por ejemplo a 5 Voltios como máximo, puede entregar cualquier nivel

comprendido entre 0 y 5 Voltios:



0.001 Volt, 2,345 Volt, 2.346582347 Volts, 3.3913 Volts, etc...

Sin embargo, las señales digitales se caracterizan por tener unos niveles de señal bien

definidos, y además son pocos, y no hay ningún otro que sea distinto de éstos. En la

lógica digital binaria estos niveles, o mejor dicho, estados de la señal, son dos,

llamados:

- Estado lógico Alto (H) o estado lógico 1.

- Estado lógico bajo (L) o estado lógico 0.

Es mejor hablar de estados lógicos de la señal mas que de niveles de la señal, y los

equipos digitales van a trabajar con estados lógicos.

Podemos suponer como primera entrada al tema, que una señal digital presenta el

estado lógico alto o 1 lógico cuando hay presencia de tensión eléctrica, y el estado

lógico bajo cuando no hay presencia de tensión eléctrica. Esto es lo que normalmente

van a manejar los circuitos electrónicos digitales. En la lógica de tipo TTL el estado

lógico alto se d para señales cuyo nivel eléctrico es de + 5 Voltios, mientras que el

estado lógico bajo lo es para 0 Voltios.

Pero como los niveles eléctricos de una señal transmitidos por un medio, como puede

ser un conductor eléctrico, se pueden alterar por el camino, en realidad los dispositivos

lógicos definen un margen de niveles eléctricos para cada nivel lógico. Así, para la

lógica TTL, el estado lógico alto se da a toda señal cuya tensión eléctrica real está‚

comprendida en el intervalo de tensiones de 3.5 a 5.5 Volts, mientras que el nivel

lógico bajo se da a toda señal cuya tensión eléctrica está‚ comprendida entre 0 y 0.7

Voltios. Esto implica que aunque una señal digital se degenere eléctricamente por el

canal de comunicación entre el equipo emisor y el receptor, por motivos de la

atenuación, del ruido, etc. (que afectarían a una señal analógica irremediablemente),

el equipo receptor la regenerara sin problemas siempre que los niveles eléctricos

recibidos no afecten a los niveles lógicos transmitidos. Esto es, un equipo transmisor

enviar los 1 lógicos como tensiones de 5 voltios, pero por el camino se le puede

añadir ruido, atenuar la señal, etc; efectos que alteran la amplitud eléctrica de la señal,

pero si a pesar de todo el equipo receptor recibe niveles de señal eléctricos por

encima de 3.5 Voltios, el equipo receptor detectar 1 lógicos sin problema alguno: No

ha afectado a la señal el ruido y las atenuaciones de la señal por el camino.

Esto da una gran ventaja a las comunicaciones digitales con respecto a las analógicas:

Son bastante inmunes al ruido: ‚este sólo puede afectar a una señal digital cuando la



amplitud del ruido es lo suficientemente elevada como para que al sumarse a la

amplitud de la señal digital transmitida altere el nivel lógico de ésta.

(Y qué‚ pasa cuando en una transmisión TTL el nivel de señal recibido esta entre 0.7 y

3.5 Voltios? Pues en este caso el equipo receptor no sabe lo que está recibiendo, el

estado lógico recibido es "incierto", y según el nivel eléctrico recibido, y las

características electrónicas del equipo receptor, puede ser interpretado como 0 o como

1 lógico. Esta zona de incertidumbre se da en cualquier equipo digital, aunque según

la calidad de‚ este, puede ser mayor o menor. Asi la lógica TTL garantiza que los

niveles lógicos 0 y 1 son los indicados anteriormente, el margen 0.7 a 3.5 Volts lo deja

como zona de incertidumbre (y en este margen, cada equipo digital responder según

sus características).

Hasta ahora hemos considerado la lógica TTL, que es una de las más antiguas y que

aún se emplea (muchos dispositivos lógicos se alimentan a 5 Voltios por disponer de

circuitos lógicos TTL en su circuitería). Existen otros dispositivos lógicos que usan

otros niveles de señal, tales como los circuitos lógicos CMOS y los interfaces RS232

de los ordenadores.

Los circuitos CMOS tienen como cero lógico la tensión de 0 voltios, mientras que el

nivel 1 lógico corresponde al valor de la tensión de alimentación, sea cual sea el valor

de ‚esta (hasta unos 18 Voltios: No está limitado el valor de la alimentación a una

tensión concreta como en los TTL's).

En los interfaces RS232 los niveles 1 lógicos se dan para tensiones negativas, de -3 a

-15 Voltios (típicamente -12 Voltios), mientras que el cero lógico son tensiones

positivas, de +3 a +15 voltios (típicamente +12 Volt).

La lógica en las comunicaciones

Hasta ahora hemos visto como se definen eléctricamente los estados lógicos en los

dispositivos electrónicos lógicos. Pero estos estados lógicos pueden ser usados de

muchas maneras, p.ej, para las comunicaciones, por lo que deberán de enviarse,

manifestarse, guardarse... de varias maneras:

- Los circuitos electrónicos manejan tensiones, por lo que los estados lógicos alto y

bajo estarán asignados a determinados valores de tensión, como se ha visto

anteriormente. Pero estas tensiones pueden enviarse por una línea conductora entre

dos puntos, enviándose tensión cada vez que se envíe un 1 lógico, o no enviándose

tensión si se envía un 0 lógico.

- También podemos enviar corriente por el conductor, enviando corriente si es un uno

lógico, o no si es un cero lógico lo que se transmite. Asi, en el lado receptor, el uno

lógico se podría poner de manifiesto mediante una bombilla, que se encendería al



recibir corriente, o un electroimán o relee, que se activara al recibir corriente: El estado

de lámpara encendida/apagada, o relee activado/no activado indica el estado lógico

recibido (1 s 0 lógico respectivamente). Esto es precisamente el fundamento de la

telegrafía por hilos, donde el manipulador del transmisor da lugar al envío de corriente

por la línea, y un electroimán en el receptor detecta la corriente enviada por el

manipulador.

- Podemos convertir los unos y ceros lógicos en encendidos y apagados de una

lámpara, o de un diodo led, y transmitir estos pulsos de luz por un conductor óptico

especial, la fibra óptica. En el otro extremo, la fibra acaba en un elemento fotodetector,

que cada vez que reciba un pulso de luz genera un 1 lógico, y cuando no recibe

pulsos, genera ceros lógicos.

No siendo exactamente así, este es el fundamento de las modernas comunicaciones

por fibra óptica.

- Pero cuando deseamos transmitir por radio o por sistemas analógicos

convencionales, no podemos enviar impulsos de tensión o de corriente eléctrica por

las ondas, y debemos de buscar m‚todos de conseguir un equivalente a esto para

transmitir niveles lógicos. Existen varios medios, tales como:

- modular la portadora en amplitud por los estados lógicos. En el caso más simple,

de la telegrafía, el 1 lógico d lugar al envío de portadora, y el cero lógico no da lugar a

envío de portadora.

- codificando cada nivel lógico con un tono de baja frecuencia: al nivel lógico 0 le

podemos asignar una frecuencia moduladora de audio de, p.ej, 1000 Hz, y al estado

lógico 1 le podemos asignar otra frecuencia, p.ej, 1500 Hz. Una transmisión de este

tipo ser una transmisión de pulsos de señales de audio de 1000 y 1500 Hz sucesivos,

y en el lado receptor cada vez que se reciba un pulso de 1000 Hz el equipo receptor

ha de entregar un cero lógico, y cuando reciba 1500 Hz ha de entregar un uno lógico.

- Y podemos almacenar información digital en diversos soportes, para guardarla y

usarla posteriormente: Los discos de ordenador guardan los estados lógicos en forma

de magnetizaciones de su capa magnética: La magnetización en un sentido es un cero

lógico, y en sentido opuesto ser un uno lógico. En los Compac Disc musicales y

CDROM de los ordenadores los ceros y unos lógicos se guardan como "pits" o

elementos de distinto poder reflectivo en una superficie metálica reflectora: Al ser leído

el disco por el haz luminoso de un rayo láser que apunta al disco, y mediante la ayuda

de un detector luminoso que recibe la luz del haz láser reflejada en la superficie

metálica, los ceros y unos lógicos son detectados como una mayor o menor

luminosidad reflejada por la superficie metálica reflectora del disco (podemos



considerar un "pit" como un agujero microscópico en la superficie reflectante del disco:

Cuando el láser lector apunta a un pit, apenas reflejar luz, y el fotodetector lo detec-

tar como un estado lógico concreto).

Y en las memorias de los ordenadores, los estados uno y cero lógicos se pueden

guardar en circuitos electrónicos que son capaces de mantener puntos internos a

niveles de tensión altos y bajos respectivamente.

Bits, bytes y caracteres.

Cualquier dispositivo digital maneja elementos de información mínimos bien definidos,

que se denominan "bits", y donde el bit solo puede tener uno de dos estados, el estado

alto (H, 1 lógico) o estado bajo (L, cero lógico).

Cualquier dispositivo lógico maneja bits; cualquier comunicación lógica es una

transmisión de bits de un punto a otro.

Pero para poder transmitir informaciones de un punto a otro, manejar información,

etc..., se han de codificar los caracteres alfanuméricos (números y letras), as! como

elementos de control, en secuencias de bits bien definidas.

El término de "carácter" en informática no esta solamente reservado a las letras y

números, sino a otros tipos de informaciones, como son elemento de control,

elementos gráficos, etc...

Hace falta una tabla de caracteres que indique cual es la secuencia de bits con que se

codifica cada carácter. El código Morse es una de ellas.

A nivel de ordenadores es frecuente manejar agrupaciones de 8 bits bien definidas, y

que se denominan Bytes. Una tabla de caracteres universal utilizada por los

ordenadores, y en general, en las comunicaciones digitales es la tabla ASCII, que

puede ser de 7 u 8 bits por carácter. Si la tabla es de 7 bits, permite 128

combinaciones distintas de ceros y unos lógicos, lo cual permite codificar 128

caracteres distintos. Así la A mayúscula tiene el código 65, que en código binario

corresponde a la secuencia de bits 1000001; la letra B mayúscula tiene el código 66,

que corresponde a la secuencia de bits 1000010. El número 2 tendrá el código 50,

que corresponde a la secuencia de bits 0110010; etc....

Si la tabla del código ASCII es a 8 bits, se pueden obtener 256 códigos distintos, entre

los cuales está n los 128 anteriores. Estos 128 códigos son universales, los 128

restantes, llamados "códigos ASCII extendidos" pueden depender de cada ordenador,

de cada país, etc... Los caracteres ASCII de 8 bits, pues son caracteres de un byte.



Como ejemplos de equivalencias están los siguientes:

Carácter ASCII 7 bits ASCII 8 bits código decimal

-------- ------------ ------------- --------------

A 1000001 01000001 65

B 1000010 01000010 66

2 0110010 00110010 50

~ 1111110 01111110 126

Como se ve cada carácter está definido por una sucesión concreta de ceros y unos

lógicos, que se manejar n como la secuencia correspondiente de bits en estados alto y

bajo.

Pero al hablar del código de cada carácter no es muy práctico decir que un carácter

tiene el código 1010001, o el código 1100100... Como estas expresiones son números

binarios, esto es, en base de numeración 2, se pueden transformar a otras bases de

numeración, y entonces podemos decir, p.ej, que los anteriores caracteres tienen los

códigos decimales 81 y 100 (expresados en base de numeración 10 o decimal), o los

códigos hexadecimales 51 y 64 (expresados en base de numeración 16 o

hexadecimal).

La equivalencia entre base decimal y binaria es la siguiente:

Número binario: 1 0 1 0 0 1 0 1

Número decimal: 128 64 32 16 8 4 2 1

En este ejemplo, el número binario de 8 bits 10100101 ser el número decimal 128 +

32 + 4 + 1 = 165, que corresponder a un carácter ASCII extendido, concretamente al

carácter % (sólo tienen peso los bits a 1 lógico para hacer estos cálculos).

Al bit que tiene menor peso (peso decimal 1) se le conoce como "bit menos

significativo", LBS, mientras que el de mayor peso (peso decimal 128 en una tabla de

caracteres de 8 bits) se le conoce como "bit m s significativo", MBS.

Es importante tener en cuenta esto cuando se manejan caracteres.

Con todo esto, ya sabemos como transformar una serie de caracteres en bits, y como

recuperar los caracteres originales a partir de una sucesión de bits.

Las tablas de caracteres m s importantes usadas actualmente son tres:



- CCITT N' 2 o Baudot : de 5 bits por carácter, ideada hacia 1870 por Emile Baudot,

es usada actualmente para las transmisiones por telex y RTTY de aficionado.

- ASCII: ya comentado, de 7 u 8 bits por carácter (ASCII normal o ASCII extendido

respectivamente), es el "código Normalizado Americano para intercambio de

información", muy usado muy generalizado, tanto a nivel de ordenadores como de

sistemas de comunicación digitales.

- EBCDIC: (código extendido de decimal codificado a Binario), de 8 bit por carácter,

permite representar hasta 256 caracteres. Desarrollado por IBM, es usado por equipos

IBM y compatibles con estos y se utiliza en comunicaciones síncopas en sistemas de

gran capacidad.

Transmisiones de datos. Algunos conceptos básicos.

Los sistemas de transmisión digitales envían "caracteres" de información, como son

letras y números (textos) y también caracteres de control, los cuales constan de varios

"bits" de información, los cuales pueden tener dos valores lógicos concretos: "estado

alto y bajo" (HI, LOW) o estados lógicos 1 y 0 respectivamente.

Según la tabla de caracteres empleada, cada carácter (alfabético, numérico o de

control) consta normalmente de un determinado número de bits, y es la combinación

de los estados de estos (0 y 1 lógicos de los distintos bits) lo que determina cual es

cada carácter. Una de la más difundida es la tabla ASCII de 8 bits.

En general, llamaremos datos a todos estos caracteres de información. Por tanto,

vamos a hablar de transmisión de datos cuando nos refiramos a la transmisión de

elementos digitales de información.

La normalización

- - - - - - - - -

Las transmisiones de datos, as! como cualquier interconexión de dispositivos que

manejen datos, han de estar normalizadas para que los distintos equipos de datos

puedan entenderse entre si. Existen una serie de organizamos internacionales que

dictan normas standard para los equipos de datos, normas que en algunos casos

llevan el nombre del organismo que la establecen. Los más conocidos son los

siguientes:

- ANSI: Instituto Nacional de Normas Americanas.



- CCITT: Comité Consultivo Internacional de telegrafía y Telefonía. El primero que se

cree, y actualmente ha sido reemplazado por ETSI. Defines muchas normas con la

denominación V (normas V24, V28..) para la interconexión de equipos de datos.

- ETSI: Instituto Europeo de normalización, que ha sustituido al CCITT.

- EIA : Asociación de Industrias electrónicas (norteamericano). Es el que define la

famosa norma RS232.

- IEEE: Instituto Europeo de Ingenieros eléctricos y electrónicos.

- ISO : Organización de estándares Internacionales.

Sistemas de comunicaciones de datos

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En una transmisión de datos, hacen falta los siguientes elementos:

- Un Equipo Terminal de Datos, ETD o DTE en el argot informativo, que es el equipo

que va a generar los datos que se envían, y a manejar y procesar los que se reciban.

Típicamente puede ser un ordenador.

- Un canal de transmisión, que puede ser una línea telegráfica, una conexión

telefónica, o en nuestro caso, un canal de radio.

- Un dispositivo que adapte el canal de transmisión al ETD en cada extremo del canal

de transmisión. Este equipo se denomina Equipo (Terminal) del Circuito de Datos,

abreviado ECD o DCE. El ECD junto con el canal de transmisión constituyen lo que se

denomina el circuito de datos.

El ECD es un elemento cuya función primordial es conectar el ETD al canal de

transmisión, y los ECD's m s conocidos son los denominados módems, que veremos

m s adelante.

ZDDDDD? ZDDDDD? Canal de Transmisión ZDDDDD? ZDDDDD?

3 ETD FMMMMM5 ECD CDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD4 ECD

FMMMMM5 ETD 3

@DDDDDY 3 @DDDDDY @DDDDDY 3 @DDDDDY

interfaz D>Y <DDDDDDDDDDD Circuito de Datos DDDDDDDDDD> @D<DD

interfaz

La conexión entre el ETD y el ETC se realiza mediante una unión estandarizada por

alguna norma, y se la suele conocer como interfaz. Como normas para estos

interfaces están las siguientes:



- V24 : Define la función de los hilos del cable interfaz y los niveles lógicos que han de

transmitir.

- V28 : Define ciertas características eléctricas del cable de interfaz, longitud máxima

del cable, capacidad entre hilos del cable...

- ISO 2110 : Define las características mecánicas del interface: Características

externas de construcción, forma y tamaño de los conectores empleados...

- RS232 (de EIA): Coincide prácticamente con las tres anteriores.

Modos de transmisión de datos

- - - - - - - - - - - - - - -

Los modos de transmisión digitales son de dos tipos generales:

- transmisión paralelo: Los distintos bits de un carácter se envían al mismo tiempo, y el

equipo receptor los recibe al mismo tiempo todos ellos:

Esto se puede lograr, p.ej, usando un cable de varios hilos, donde cada bit tiene

asignado un hilo concreto. Si los caracteres son de 8 bits, se requerir un cable de 8

hilos al menos para transmitir cada carácter, al cual se añadir algún hilo mas para

otras funciones: masas, alimentaciones... Los buses de hilos internos de los

ordenadores trabajan según este modo de funcionamiento.

- transmisión serie o secuencial: Los distintos bits de un carácter se envían

secuencialmente, es decir, uno tras otro, no al mismo tiempo, y ello permite usar un

único medio de transmisión para enviar los bits de cada carácter: Un conductor de un

hilo (mas el hilo de retorno o masa), un canal de radio...

ECD

DDDDD? Canal ZDDDDD DDDD? ZDDDD

CDDDDDDDDDDDDDD4 1-->CDDDDDDDDDDDDDDDDDD4

ECD 3 10110 ---> 3ECD 0-->CDDDDDDDDDDDDDDDDDD4

DDDDDY @DDDDD 1-->CDDDDDDDDDDDDDDDDDD4

1-->CDDDDDDDDDDDDDDDDDD4

Transmisión serie 0-->CDDDDDDDDDDDDDDDDDD4

DDDDY @DDDDD

Transmisión paralelo (5 bits)

A su vez, las transmisiones digitales pueden ser de dos tipos:



- Transmisiones asíncronas: En ellas no hay ninguna relación preestablecida entre el

transmisor y el receptor: Cualquier carácter puede ser enviado en cualquier momento,

por lo cual hará falta algo que indique al equipo receptor cuando se inicia el envío de

un carácter y cuando acaba éste.

- Transmisiones síncronas: Los bits de los distintos caracteres se envían unos detrás

de otros, de manera sincronizada, esto es, cada bit es emitido de acuerdo con una

señal de reloj del transmisor (cada milisegundo, por ejemplo), y el receptor ha de

sincronizarse al reloj del transmisor si quiere saber cada bit cual es y cuando ha de ser

recibido: No hay nada que indique cuando comienza un carácter y cuando se acaba y

comienza el siguiente, sólo unas señales de sincronización permitirán al receptor

deducir de entre el chorro de bits que pueda recibir cual es cada cual y a qué‚ carácter

pertenece.

Estamos recibiendo caracteres, por tanto, grupos de bits, en serie o en paralelo. (Y

cómo diferenciamos, p.ej, los bits de un carácter de los del siguiente carácter enviado

en una transmisión digital?. Sencillamente asignando tiempos para la transmisión de

cada carácter o bit transmitido:

En una transmisión paralelo, se puede transmitir un carácter cada x periodo de tiempo,

de manera que el emisor emite un carácter cada tiempo x. El receptor deber examinar

el carácter recibido cada x tiempo. Ejemplo:

Tiempo: x 2x 3x 4x 5x 6x 7x

Bits 1 1 0 1 1 1 0 <--- MBS (m s significativo)

Transmití- 1 0 1 1 0 0 1

dos en pa- 0 0 1 0 1 1 1

ralelo. 0 1 0 1 1 1 0

1 1 0 0 0 0 1

1 0 1 0 1 1 0

0 1 0 1 0 0 1 <--- LBS (menos significativo)

código dec: 102 77 50 105 90 90 53

Carácter: f M 2 i Z Z 5

En este ejemplo, el transmisor habrá enviado al receptor por un bus de hilos paralelo

el texto fM2iZZ5.



Análogamente se puede plantear para una transmisión serie, donde cada intervalo de

tiempo x se espera recibir un bit del carácter transmitido.

Los intervalos de tiempo x son fijados por relojes internos del equipo transmisor y

receptor, y para la correcta decodificación de las señales recibidas, el transmisor y el

receptor han de operar a la misma velocidad y por tanto han de tener relojes internos

que funcionen a la misma velocidad. Si p.ej, el receptor operara a velocidad mitad que

el transmisor, el texto que recibiría en este ejemplo serma f2Z5 (perdería la mitad de

los caracteres recibidos, ya que muestrearía lo que recibe cada 2x de intervalo de

tiempo).

Lo anterior parece indicar que estemos hablando de transmisiones síncronas, pero no

se ha planteado saber cuando se inicia la transmisión de los bits de un carácter,

momento en que las señales de los relojes intervendrían para decodificar el carácter

recibido en el equipo receptor.

Algunos conceptos básicos (2) continuación....

Supongamos que se trata de una transmisión asíncrona, que como se ha comentado

anteriormente, la transmisión de un carácter puede realizarse en cualquier momento,

sin aviso previo al equipo receptor.

Cuando se inicia la transmisión de un carácter, se envía un bit extra a estado lógico

distinto del de reposo, que se llama bit de arranque o de "start". Este bit indica al lado

receptor que se inicia el envío de un carácter. Tras el bit de arranque, se envían los

bits del carácter, empezando por el bit menos significativo, y tras estos se envía un bit

en el estado de reposo, llamado bit de parada o bit de "stop", que indica al receptor

que ha acabado la transmisión serie de los bits del carácter.

Pero como cada bit tiene una duración concreta, para reconocer inequívocamente el

bit de stop (y no confundirlo con cualquier otro bit), se le asigna a este bit una duración

mayor a la de los demás bits, normalmente de 1.5 a 2 veces la duración de un bit

normal. Aunque la información del carácter venga dada, p.ej, con 8 bits, en realí-

dad, debido a la presencia de los bit de start y de stop, el carácter transmitido tiene

dos bits m s, 10 en este caso.

En estos sistemas asíncronos, cuando no se están enviando caracteres, la línea de

transmisión se pone a un estado lógico concreto, siendo un estado de reposo.



Ejemplo de lo dicho:

Reposo Reposo

(1) DDDDDDDDDDD? ZDDD? ZDDD? ZDDDDDBDDDDDDDDDDDDDD?

ZDDD?

3Sta3Bit3Bit3Bit3Bit3Bit3Stop 3 3Sta3Bit3Bit

3 3 1 3 2 3 3 4 3 5 3 3 3 1 3 2

(0) @DDDY @DDDADDDY @DDDY @DDDY @DDD

Star 1 0 0 1 0 Stop (siguiente

Tiempo: -----> carácter)

código enviado: 01001

Este método de transmisión es el empleado en RTTY (radioteletipos).

Esto es valido tanto para transmisiones serie y paralelo, podemos decir como norma

general, que una transmisión asíncrona es carácter a carácter, con el siguiente

formato:

ZDDDDDDDBDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDBDDDDDDDDDD?

3 1 bit 3 bits del carácter 31.5-2bits 3

@DDDDDDDADDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDADDDDDDDDDDY

Start carácter Stop

Pero en las transmisiones síncronas, si ha de haber una sincronización del equipo

receptor con el equipo transmisor, de manera que el equipo receptor sepa, una vez

iniciada la transmisión, cuando espera cada bit de los distintos caracteres transmitidos

(y cuando ha acabado un carácter y se inicia el siguiente). La técnica mas usada para

estos modos de transmisión es la de "empaquetar" en conjuntos o paquetes los bits de

unos cuantos caracteres y transmitirlos todos de una misma vez (en serie o paralelo,

según el modo de transmisión). Si cada carácter está codificado por 8 bits (un byte), el

equipo receptor sabrá que los primeros 8 bits del paquete recibido corresponden al

primer carácter enviado, los 8 siguientes al segundo carácter enviado, y as!

sucesivamente: No se requieren bits adicionales de start y stop para indicar al receptor

cuando se inicia y acaba respectivamente la transmisión de cada carácter. Pero si es

necesario que el transmisor indique de alguna manera cuando se inicia el envío de

cada paquete, y cuando finaliza éste. Esto se consigue añadiendo al inicio y al final de

cada paquete enviado un grupo de bits, llamados "banderas" o "flags", cuyo código o



patrón de bits ("pattern") es único, y éste no debe de darse en ninguna secuencia de

bits correspondiente a la información enviada. As!, en Packet radio, los flags de

cabeza y cola de cada paquete enviado son bloques de 8 bits con el código o patrón

01111110, y cuando el equipo receptor recibe esta secuencia de bits, sabe que se

inicia o se acaba el envío de un paquete. Si en la misma transmisión se envían varios

paquetes seguidos, cada flag recibido puede estar indicando a la vez el final de un

paquete y el inicio del siguiente.

Los flags tienen, además, una función de sincronizar el receptor con el transmisor.

El formato mas general de una transmisión síncrona es, pues, el siguiente:

ZDDDDDDDBDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDBDDDDDD?

3 Flag 3 Bloque de N caracteres (8x N bits 3 Flag 3

@DDDDDDDADDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDADDDDDDY

Modos de explotación de una conexión de datos

Existen una serie de términos usados en transmisión de datos que indican en el caso

de una conexión de datos, cómo es explotada esta conexión, esto es, en qué sentido

se envía el flujo de los datos a través de la conexión:

- Modo simplex: Se envían en un único sentido, un equipo siempre es el transmisor, y

el otro siempre es el receptor.

- Modo semiduplex ("half duplex"): Se pueden enviar datos en un sentido y en el otro,

pero nunca de forma simultanea: Los dos extremos han de ir intercambiando sus

funciones de emisor y receptor. P.ej, cualquier transmisión digital por un mismo canal

de radio

- Modo dúplex ("full duplex"): dúplex total: El flujo de datos es bidireccional, y se

pueden enviar simultáneamente en ambos sentidos, por lo que cada terminal puede

estar transmitiendo y recibiendo a la vez. Requieren circuitos a 4 hilos (dos hilos para

cada sentido de la comunicación), o el uso de módems sobre líneas telefónicas que

puedan operar en dúplex. En radio, se puede conseguir este modo de trabajo con

equipos bibandas que puedan transmitir en una banda y recibir en la otra

simultáneamente.



Concepto de protocolo

En las comunicaciones digitales de cualquier tipo ha de existir un protocolo para

establecer, mantener y desconectar la conexión. Se define como protocolo a un

conjunto de normas que definen la interacción entre m que efectúan los mismos

procesos iguales. También el intercambio de datos está n regulados por protocolos,

los cuales tendrán funciones concretas como identificar el camino seguido por la

comunicación, identificar el tipo de información enviada, control de errores en los

datos...

Como ejemplos de protocolos está n los que usa un módem telefónico para conectarse

a otro y mantener la comunicación, el proceso con el que en Packet radio una estación

se conecta a otra, el que regula el modo como han de ser intercambiados

automáticamente los datos entre estaciones de packet, o entre dos módems

telefónicos...

Velocidad de una transmisión digital

Para que el receptor pueda decodificar lo que recibe del transmisor, las velocidades

digitales de transmisión y de recepción han de ser las mismas y éstas determinan la

duración asignada a cada bit de información.

Las velocidades de transmisión digital suelen medirse cualquiera de estas dos

maneras:

- En bits por segundo (bps), o Kilobits por segundo (Kb/s): indica el numero de bits de

información que se transmitirían por segundo si la transmisión fuera continua. Dos

ejemplos:

Si en una transmisión paralelo se transmiten caracteres de 8 bit a razón de 10

caracteres por segundo (esto también es una manera de medir la velocidad de

transmisión digital), como los 8 bits de cada carácter se envían simultáneamente, la

velocidad de transmisión digital será de 80 bps.

La duración de cada bit coincidiría con la duración de cada carácter, y seria de 100

milisegundos (1 segundo / 10 caracteres = 0.1 segundos =100 mseg).

Si en una transmisión serie se envían caracteres de 8 bits, y cada bit de información

tiene 20 mseg de duración, podemos hablar de una velocidad de transmisión de 50

bps. En efecto: en un segundo deber n transmitirse 1000 mseg/ 20 mseg = 50 bits, y

esta es la velocidad que se toma como v lida. Pero si la transmisión es asíncrona, la



velocidad real en realidad es algo menor, porque al existir el bit de stop, que es mas

largo de lo normal, baja un poco este valor. Si el bit de stop tiene dos veces la

duración de un bit normal, su duración en este ejemplo seria de 40 mseg, y la duración

de cada carácter de 8 bits seria en realidad de:

20 ms (start) + 8 * 20 ms (bits de carácter) + 40 ms (stop) = 220 mseg.

y por tanto, podríamos transmitir como máximo 1 / 0.22 = 4.5 caracteres por segundo

(en una transmisión paralelo, transmitiríamos 50 caracteres por segundo).

- En Baudios (Bauds, Bd): En este caso lo que se miden son los cambios de nivel

lógico que puede realizar la señal digital por segundo. En realidad, un baudio está

definido por el CCITT como la transmisión de un impulso por segundo por el canal de

comunicaciones (línea telegráfica, canal de radio, línea telefónica...).

Veamos dos casos que ilustren esto:

Algunos conceptos básicos (3) continuación....

En una transmisión serie ordinaria la velocidad de transmisión es de 80 bps. Esto

significa que en un segundo pueden haber hasta 80 cambios en el estado de la señal

transmitida, pues cada bit transmitido pueda dar lugar a un cambio de estado en la

señal transmitida (supóngase para ello que se envía la secuencia de bits

101010101010...). Entonces la velocidad de transmisión se puede expresar como 80

Bd, y en este caso coincide con la velocidad de transmisión expresada en bps. En este

caso, cada bit tiene una duración asignada de 1/Bd segundos (en nuestro ejemplo, la

duración de cada bit ser 1/80 = 12.5 milisegundos.

En una transmisión paralelo, en la que se transmiten 10 caracteres por segundo,

siendo el canal de comunicación como el conjunto de los hilos paralelos que lo forman,

cada cambio en el estado de la señal digital representar el cambio del carácter

transmitido: Basta que varíe uno de los bits para que cambie el estado lógico de la

señal transmitida. Por tanto en este caso, la velocidad de transmisión ser de 10 Bd, y

si la señal transmitida es de 8 bits paralelos, la velocidad ser de 80 bps.

En este caso, las velocidades expresadas en bps y en Bd no coinciden en valor.



Transmisiones por canales analógicos. Los módems.

Como se ha dicho anteriormente, una señal digital es una sucesión de bits que pueden

tener dos estados eléctricos de tensión bien definidos, correspondientes al 1 y al cero

lógicos. Pero las tensiones eléctricas no pueden enviarse como tales (esto es, en

banda base) por un canal de tipo analógico no preparado para el envío de señales

digitales (canales telegráficos), como puede ser una conexión telefónica, y menos aún

por un canal de radio.

Hay que transformar esas tensiones eléctricas en señales analógicas equivalentes que

puedan ser enviadas por el canal analógico (telefónico, de radio...), y en el lado

receptor, se debe realizar la operación inversa.

Lo típico es usar una señal de audio, que se denominar portadora de datos sobre la

cual, por modulación, se van a implementar los unos y ceros lógicos. Esto se consigue

con el uso de los Módems, palabra que es la abreviatura de Modulador/Demodulador,

y son los aparatos encargados de realizar los siguientes cometidos:

- generar una portadora de datos de audio,

- modularla adecuadamente con los estados lógicos de los bits que le entregue el

equipo digital (ordenador, etc...),

- poner esa señal ya modulada en el canal de comunicación analógico.

- recibir esa señal procedente del extremo distante,

- demodularla para extraer los bits con los niveles eléctricos correspondientes a sus

estados lógicos, y entregárselos al equipo terminal de datos, normalmente el

ordenador o dispositivo lógico.

Por ello los módems se han de conectar entre el ordenador o dispositivo digital similar,

y la línea telefónica, o entre el ordenador y el transceptor de radio... Son los ECD

(Equipos de circuitos de datos) m s conocidos.

Existen tres maneras fundamentales de modular la portadora de audio por las

señales binarias (digitales de banda base):

- ASK (Amplitude Shift Keying): Por cambio de amplitud de la portadora:

La portadora de datos adquiere dos valores concretos de amplitud, uno para el

estado lógico cero, y otro para el estado lógico 1 (p.ej, máxima amplitud para el estado

lógico 1, y 1/10 de amplitud para el estado lógico 0). Este modo de modulación es

poco empleado porque en una transmisión por radio, una señal de este tipo que venga

con mucho fading provocar en el módem del receptor muchos errores en la detección

de los ceros y unos lógicos, al ser la amplitud de la señal recibida variada

adicionalmente por el fading.



- FSK (Frequency Shift Keying): Por cambio en la frecuencia de la portadora de datos.

Es mucho m s seguro que el ASK, pues en este caso los bits no modulan la portadora

de audio en amplitud, sino que modulan la portadora desplazándola en frecuencia:

Cada nivel lógico tiene asignado una frecuencia de audio, por ejemplo, el nivel lógico 1

puede tener asignada la frecuencia de 1200 Hz, y el nivel lógico 0 puede tener

asignada la de 2200 Hz. El módem correspondiente emitir la portadora de datos con

la frecuencia instantánea de 1200 o 2200 Hz, según está‚ transmitiendo un 1 o un cero

lógico respectivamente. Siempre se emite portadora, pero la información que transmite

no es afectada por el fading, al ser el FSK un modo de modulación relacionado con la

frecuencia y no con la amplitud.

Normalmente se denomina con la palabra inglesa "shift" (cambio) a la diferencia de

frecuencias asignadas a ambos niveles lógicos. En el ejemplo anterior, el shift de esta

transmisión seria de 1000 Hz.

ZDDDDDDD? ZDDDDDDDDDD?

señal digit. 3 3 3 3

DDDDD>DDDDDD>4 oDDDEDD4Oscilador CDD> señal FSK (f1, f2)

0, 1 lógicos 3 / 3 3portadora 3

3 3 3 3 3 3 C1 ---> frecuencia f1

@DEDEDDDY @DDDDDDDDDDY C2 ---> frecuencia f2

ZDY @D?

3 3

DAD DAD Ejemplo de modulador de FSK: La señal

C1 DBD DBD C2 lógica conmuta los condensadores de os-

3 3 cilacisn C1 y C2 según el estado lógico

11111 11111 de cada bit.

ZDDDDDDDDD?

ZDD>D4Filtro y CDDDD> 1 lógico DD>DDD?

señal FSK 3 3detector 3 3

DDDDD>DDDDDD4 3 a f1 3 CDDDDD> señal digital

3 @DDDDDDDDDY 3 (0, 1 lógicos)

3 ZDDDDDDDDD? 3

@DD>D4Filtro y CDDDD> 0 lógico DDD>DDY

3detector 3

3 a f2 3 Ejemplo de demodulador de FSK.



@DDDDDDDDDY

- PSK (Phase Shift Keying) : Por cambio de la fase de la portadora de datos. La señal

de datos es una señal armónica lo más pura posible cuando no está modulada, pero

al ser modulada en PSK, se hace cambiar instantáneamente la fase de la portadora de

datos según el estado lógico del bit que la modula. Como cada bit tiene una duración

determinada (que depende de la velocidad de transmisión), podemos realizar una

modulación PSK del siguiente modo, por ejemplo:

Bit a estado lógico 0 ---> No cambia la fase de la portadora de da-

tos (durante el tiempo de duración del

bit).

Bit a estado lógico 1 ---> Cambia en 180 grados la fase de la porta-

dora de datos (invierte su fase).

Con este ejemplo, en una transmisión sincrónica la portadora de datos recibida no

registra cambios bruscos de fase, es señal de que se están transmitiendo ceros

lógicos, y así lo ha de reconocer el módem del lado receptor.

Como curiosidad, en una transmisión mediante PSK pueden transmitirse a mayores

velocidades que mediante FSK o ASK si usamos más de dos cambios de fases

instantáneos para codificar señales digitales: Si por ejemplo definimos como estados

lógicos los siguientes cambios instantáneos de fase:

0, 45, 90, 135, 180, 225, 270 y 315 grados

Estamos definiendo 8 posibles estados lógicos, que se pueden asignar a un grupo de

tres bits: Una asignación podría ser la siguiente:

Cambio de fase Bits enviados

-------------- -------------

0 grados 000

45 grados 001

90 grados 010

135 grados 011

180 grados 100

225 grados 101



270 grados 110

315 grados 111

En este caso, siendo la transmisión digital de tipo serie, si la velocidad de transmisión

fuera de 100 baudios (100 cambios por segundo), la velocidad seria de 300 bps, pues

cada cambio del estado de la señal corresponde a tres bits enviados (en estos casos

de transmisiones serie no coinciden los valores de las velocidades en bps y en

Baudios).

Y dos notas m s: la frecuencia de la portadora de datos ha de ser acorde con la

velocidad digital de la señal binaria: Cuanto m s alta sea la velocidad de la señal

digital, mas alta ha de ser la frecuencia de la portadora de datos empleada, para que

la modulación de ésta por los datos binarios sea correcta, y esto limita la velocidad de

transmisión por un canal analógico, ya que un canal analógico de transmisión tiene

definido un ancho de banda de paso concreto.

Además, el ancho de banda de una transmisión de datos depender de la frecuencia

de la portadora de datos, y en el caso de la FSK, depender de la frecuencia más alta

de las dos empleadas. Para evitar al máximo los ruidos generados por la conmutación

de frecuencia al cambiar el estado de la señal digital moduladora (que ensucian la

señal transmitida, y aumentan innecesariamente el ancho de banda de la transmisión),

los cambios de frecuencia no se realizan en el mismo momento que cambia la señal

digital, sino que, una vez que ha cambiado ésta de nivel lógico, la conmutación de,

frecuencias se realiza el siguiente paso por (amplitud) cero de la portadora de audio de

datos.

Caso de las transmisiones por radio

Los métodos básicos de modulación digital en transmisiones digitales por radio son

preferentemente de tipo FSK, y en menos grado, los de tipo PSK.

La forma de modular la portadora de radio por una señal digital puede realizarse de

dos maneras:

- La señal digital modula directamente el transmisor: Los ceros y unos lógicos modulan

directamente en amplitud la portadora del transmisor para generar una señal ASK, o

actúan sobre el oscilador directamente para variar la frecuencia de transmisión y

generar una señal de FSK directamente a nivel de radio. Estos son los m‚todos

auténticos de ASK y FSK respectivamente, pues la portadora de datos es en este caso



la propia portadora de RF (radiofrecuencia). Pero este método tiene el inconveniente

de que se ha de ajustar muy bien el modulador para que p.ej, en una transmisión FSK,

el shift que se obtenga al actuar directamente sobre el oscilador sea el correcto, y este

ajuste puede depender de la frecuencia de trabajo del oscilador, por lo que al cambiar

de frecuencia hay que volver a reajustar.

Si se trabaja en FSK, esto se puede conseguir dotando al oscilador de RF en su

circuito de sintonía de un pequeño diodo varicap (diodo de capacidad variable) o de un

pequeño condensador ajustable conmutable, que sean atacados por la propia señal

digital.

Prácticamente este método no se usa (salvo aplicaciones concretas).

- La señal digital modula primero en el modo deseado, p.ej, FSK, a una portadora de

audio (que ser la portadora de datos), y ésta será la que module la portadora de RF.

Para diferenciar este modo del anterior, se dice que la modulación es de tipo AFSK,

esto es Audio-FSK. Si la modulación fuera de fase, seria APSK (Audio-PSK).

El modo de trabajo más usual es mediante AFSK. Además esta mas exenta de ruidos

o chasquidos de conmutación al realizar los cambios de frecuencia que en FSK (pues

en AFSK es f cl realizar las conmutaciones al paso por cero de la señal de audio, cosa

que no se puede realizar con precisión a nivel de señal de RF).

Si la portadora de RF es modulada en SSB (Banda lateral única), puede de mostrarse

que pueden conseguirse dos transmisiones exactamente iguales por modulación FSK

y por modulación AFSK (dan lugar al mismo espectro de frecuencia transmitido), sólo

que para el primer caso el ajuste del shift es bastante crítico, pues se realiza a nivel

del oscilador de RF, y en el segundo caso, el shift ya viene establecido a nivel de la

portadora de datos de audio, y por tanto, bastante estable, y no necesita reajustes al

cambiar de frecuencia o banda de trabajo.

El uso de los ordenadores (2) continuación....

Con el advenimiento de los microprocesadores se consiguió simplificar la circuitería de

los aparatos anteriores, y darles más prestaciones, pero como los microprocesadores

han dado paso inmediato a los ordenadores modernos, estos permitieron varias cosas:

- Elaborar nuevos modos de transmisión digital, que ya necesariamente requieren del

uso de sistemas informáticos para poder usarlos: Es el caso del packet radio, del

pactor y de todo lo que venga después.

- Elaborar programas que permitan trabajar en modos ya existentes de comunicación

digital, como son el RTTY y la CW, con la comodidad que ese representa frente al uso



de teletipos electromecánicos ruidosos, posibilidad de trabajar de modo no manual en

CW.

- Automatizar las estaciones de radio, permitiendo elaborar estaciones de

funcionamiento autónomo para mensajera entre radioaficionados y otros usos,

mediante comunicaciones digitales avanzadas...(BBS's o buzones de mensajería

electrónica).

Para poder usar las computadoras con equipos de radio, se requieren:

- La computadora y el equipo de radio (naturalmente!!).

- Un interface o un módem intercalado entre ambos.

- Un programa informativo adecuado que, cargado en la computadora, permita al

operador trabajar en el modo digital que desee usar (muchos programas permiten el

uso de varios modos digitales: CW, RTTY, AMTOR...).

ZDDDDDDDDDDD? V

3ZDDDDDDDDD?3 3 Antena

33 33 3

33 33 ZDDDDDDDDDDDD? ZDDDDD? 3

3@DDDDDDDDDY3 3 MOdulador CDDDDDDDD>3 TX 3 3

CDDDDDDDDDDD4<MMMMMMMMMMM>CDDDDDDDDDDDD4

CDDDDDEDDDDDY

3 qwertyu...3 3 DEModulador3<DDDDDDDD4 RX 3

3 asdfghj...3 @DDDDDDDDDDDDY @DDDDDY

3 zxcvbnm...3

@DDDDDDDDDDDY MODEM EQUIPO DE

o RADIO

ORDENADOR INTERFACE

El módem o interface deber de tener las siguientes conexiones al equipo de radio:

- conexión a la toma de micro (o similar), para el envío de las señales.

- conexión a la toma de altavoz, o alguna toma de señal del receptor, pa-

ra recibir las señales captadas por el receptor.

- conexión al PTT (gobierno TX / RX del equipo de radio), para gobernar

la puesta en transmisión de éste cuando deba enviarse señales. Opcionalmente, para

algunos modos de transmisión la conexión al PTT puede ser ignorada, siempre que en



el equipo de radio haya un circuito de Vox-Control que active automáticamente la

transmisión del equipo de radio al detectar señal en la conexión de micrófono.

Por otro lado el módem o interface deber estar conectado al ordenador a través de

alguno de los puertos del ordenador, ya sea a través de uno de los puertos serie

(puertos COM) o del puerto paralelo (puerto LPT o de impresora), y lógicamente el

módem deber de respetar los niveles de señales e impedancias requeridos por el

puerto del ordenador al cual se conecte (Los puertos COM usan los niveles lógicos

RS232, citados anteriormente).

Si se emplean módems, entonces el programa con el que corra el ordenador deberá

entregar a través del puerto de conexión al módem señales eléctricas con los niveles

eléctricos correspondientes a los estados lógicos, para que el módem realice la

modulación AFSK o la que sea, y deber de recibir del módem las señales eléctricas

correspondientes a las señales AFSK recibidas y demoduladas. Las funciones básicas

del programa ser n entonces la decodificación de las señales binarias recibidas, y

presentar la información en pantalla o impresora, y la de generar las señales binarias

para transmitir al teclear un texto en el teclado del ordenador,o traerlo de un fichero de

texto.

Si se emplean interfaces sencillos, ello se debe a que el programa opera de otra

manera en cuanto a la transmisión y recepción de señales: además de las funciones

básicas, el programa realiza las funciones de módem, y por tanto genera la señal

AKSK para transmisión, y demodula las señales AFSK recibidas directamente del

receptor de radio.

En este caso, en transmisión, el ordenador genera en una de las líneas del puerto de

conexión al interface un tren de impulsos a la frecuencia de la portadora de datos, y

por tanto modulado en AFSK por la información digital que se transmite. También

puede ser que el programa permita reproducir esta señal en el altavoz interno del

ordenador, y de hecho, algunos interfaces permiten ser conectados a una toma del

altavoz del ordenador en lugar del puerto, para la transmisión. Este tren de impulsos

no es una señal armónicamente pura, está cargada de armónicos de baja frecuencia,

que conviene limpiar antes de ser transmitida. El interface en transmisión no es mas

que un circuito de filtrado, incluso sencillo (p.ej, mediante células RC), que filtra la

señal entregada por el ordenador, la limita de amplitud y la entrega al circuito de

micrófono del transmisor bastante limpia de armónicos y a un nivel que no de lugar a

sobre modulación del transmisor.

De paso, la presencia de esta señal se puede aprovechar en el propio interface para

poner en conducción un transistor, que ser el que gobierne el PTT del transmisor



(También puede emplearse una de las líneas del puerto directamente para controlar el

circuito del PTT).

En recepción, el ordenador espera recibir en otra de las líneas del puerto empleado la

señal entregada por el receptor de radio, y monitoriza Continuamente (mejor dicho, a

gran velocidad un número elevado de veces) esta línea del puerto. El programa

analiza entonces el paso por cero de las señales que pueda encontrar en dicha línea,

y por cada paso por cero, dos veces en cada ciclo de señal, se genera una

interrupción. El programa mide el tiempo transcurrido entre dos interrupciones

sucesivas, para reconocer la frecuencia de la señal de entrada. Contando el tiempo en

que se recibe una u otra frecuencia, el programa es capaz de reconocer los bits

enviados, y por tanto demodular la señal recibida por programa. Una vez demodulada,

opera como en el caso anterior (programa con módem).

Pero para que esto pueda funcionar, es necesario que las señales que sean

entregadas por el receptor al ordenador está‚ n preparadas adecuadamente, en nivel y

forma, y esto es lo que realiza la parte de recepción del interface: con un simple y

barato amplificador operacional, configurado como amplificador en lazo abierto, que

trabaja a máxima ganancia, el interfaz puede transformar las señales entregadas por

el receptor, de bajo nivel y senoidales, por amplificación al máximo, en señales de

nivel suficiente y cuadratizadas, que permitan ser manejadas por el ordenador sin

problemas.

Y finalmente, como muchos de estos interfaces tienen un consumo muy reducido,

muchos programas que permiten el uso de estos interfaces, permiten alimentar al

propio interface desde el mismo puerto al que está n conectado, usando dos o m s

líneas de salida de este puerto para enviar tensiones de alimentación (el programa

deber entonces ponerlas en los estados lógicos adecuados).

Como ejemplo de lo expuesto, se presenta a continuación el interface utilizado por el

programa Hamcomm, usado para CW, RTTY, AMTOR, y que ha sido adoptado por

otros programas de comunicaciones digitales:

- - - - - - -INTERFACE HAMCOMM - - - - - - - - - - - - - -

Al

Transceptor Ordenador

RS-232 (COM1 o COM2)

recepción y alimentación 25-Pin 9-Pin



100 nF fA741 (o similar)

ZDDDDBDDDBDD4<CDBDDD< DTR 20 4

33 3 3\ 37 3 3 3

>DDDDD4CDDDBDDDDDDDDD4+\3 3 ZDEDD4>CDY

33 3 3 \ 6 3 3 3

AF IN 3 3 >DDDEDEDEDDDDDDDDDD> DSR 6 6

3 2 3 / 3 3 3

>DDD? 3 ZDDDD4-/3 3 3 @DD4<CD?

3 3 3 3/ 34 3 3 3

3 ZA? ZA? @BDDDEDADDDD4>CDABDD< RTS 4 7

3 100k3 3 3 3100k DAD DAD+ 3

3 @BY @BY +DBD DBD 3

3 3 3 1fF 3 3 1fF ZDDDEDD> GND 7 5

DAD DAD DAD 16VDAD DAD16V DAD 3

- - - - - - - - - - - - 3- - - - - - - -

PTT <DDDDDDDDDDDD? 3

3 3

\3 ZDDDD? 3

CDDDD4 CDDDD4<CDDY

/3 @DDDDY

@ 1k

3 Control del PTT

DAD

Conectar la entrada 'AF IN' en la salida exterior de audio que normalmente dispone el

transceptor de radio.

Conectar la salida del circuito al puerto serie COM1 or COM2 de un ordenador

PC/XT/AT o compatible.

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Puerto COM

25 pins 9 pins

ZDDDD? ZDDDD?

100nF ZDDDDDDBD491 kCDBD410 kCDDDDDDDD< TXD 2 3

33 10kZA? 3 @DDDDY 3 @DDDDY

MIC <DD4CDDDDEDED> 3 3



33 @BY DDADD DDADD Circuito de transmisión, caso

3 DDBDD DDBDD de usar el puerto COM del

<DDDD? 3 13nF 303nF ordenador

DAD DAD DAD DAD

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Transceptor Circuito de transmisión Conector

de Altavoz (PC)

ZDDDD? ZDDDD?

100nF ZDDDDDDBD410 kCDBD410 kCDDBDDDD< 1 OUT

33 10kZA? 3 @DDDDY 3 @DDDDY 3

MIC <DD4CDDDDEDED> 3 3 ZA? < 2 +5

33 @BY DDADD DDADD 2203 3

3 DDBDD DDBDD @BY < 3 GND Circuito de

<DDDD? 3 53nF 303nF 3 transmisión,

DAD DAD DAD DAD @DDDD< 4 +5 caso de usar

salida de

altavoz del

ordenador

Conectar la entrada al conector de altavoz del PC.

Conectar la salida 'MIC' a al toma de micrófono del transceptor.

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

COM 25 pins

Pin RTTY / CW / AMTOR

----------- -----------------------------------

2 (TXD) Datos TX (y autoalimentación).

4 (RTS) Control PTT y autoalimentación.

6 (DSR) Datos RX.

7 (GND) Masa de señales.

20 (DTR) autoalimentación.

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

1.9- Algunos problemas en las transmisiones de datos por radio

--------------------------------------------------------------

- Debido al uso de las modulaciones AFSK normalmente en las comunicaciones

digitales por radio, el equipo receptor requiere de filtros sintonizados para filtrar y



detectar las frecuencias recibidas, los cuales han de tener unos "tiempos de

integración" cortos respecto a la duración de cada bit.

El "tiempo de integración" de un filtro es el tiempo que tarda el filtro en dar el máximo

de señal a su salida, desde el momento que en su entrada se presenta una señal a la

frecuencia a que está sintonizado el filtro: Es el tiempo que tarda en reconocer una

señal a su frecuencia de sintonía, en responder a ella...

Cuanto m s agudo es un filtro, mayor es su selectividad (y por tanto, su factor Q), y

permite modulaciones AFSK con shifts de frecuencia más pequeños, pero menor es su

tiempo de integración: El filtro tarda más en responder ante las señales entrantes, y

por tanto en reconocerlas, por lo que limita la velocidad de transmisión, pero el uso de

filtros muy agudos permite una menor influencia de los ruidos presentes en el canal de

comunicación, por lo que el nivel de errores disminuye.

Esto es valido principalmente para los filtros electrónicos clásicos. Modernamente, con

el uso de ordenadores, el tiempo de integración puede disminuirse mucho si es el

propio ordenador el que detecta la señal recibida: Le bastaría en principio uno o dos

ciclos de señal de AFSK para conocer su frecuencia (un filtro electrónico clásico

requiere bastantes más), si mide el tiempo que media entre el paso por cero de la

señal dos veces seguidas.

- El efecto de los ruidos presentes en el canal de comunicación (p.ej, en una

transmisión en HF) puede alterar las señales transmitidas, y provocar errores en su

decodificación la estación receptora: Aunque se transmiten informaciones digitales, la

señal transmitida es analógica (aunque modulada por la señal digital), y por tanto

puede ser degradada por el ruido, interferencias y el fading. En una transmisión de

RTTY, p.ej, ello puede dar lugar a que el receptor decodifique caracteres extraños, o

simplemente no pueda decodificar algunos caracteres (depende de cómo afecten lo

anterior a las señales transmitidas):

Un impulso de ruido puede alterar una señal digital, y si es de amplitud suficiente,

puede dar lugar a que un bit en estado cero sea detectado como bit en estado lógico 1

(el detector detecta el impulso de ruido como si fuera un impulso de señal): Se

produce un error de decodificación del carácter recibido. Pero un ruido muy continuado

puede tapar una señal digital, y entonces el receptor simplemente deja de recibir

algunos caracteres (no los oye). Esto se ha de tener en cuenta en canales muy

ruidosos como pueden ser los canales de radio en HF; en VHF y frecuencias

superiores son bandas mucho mas limpias, y por tanto las transmisiones están mucho

más libres de errores de decodificación de la señal recibida debidos al ruido.



- También está comprobado de que en canales con mayor nivel de ruido es mejor

trabajar a velocidades de transmisión menores, que en canales más limpios de ruidos.

Por ello en Packet radio, en HF se trabaja a 300 Bd, mientras que en VHF y

frecuencias superiores, la velocidad mínima es de 1200 Bd. Trabajar a menor

velocidad obviamente es mas lento, pero es menos afectada por los ruidos y los par

sitos, la transmisión es más fiable.

En efecto: a 1200 Bd, cada bit tiene una duración de 1/1200 = 0.83 milisegundos,

mientras que a 300 Bd, cada bit tiene una duración de 1/300=3.33 mseg. Supongamos

que en el canal de radio se presentan impulsos de ruido de 1 mseg de duración. Estos

provocar n un grave deterioro de la calidad de una señal transmitida a 1200 Bd, pues

pueden tapar completamente bits transmitidos (de menor duración), no siendo estos

"escuchados" por el decodificador. Sin embargo, para una transmisión a 300 Bd sólo

tapar n parcialmente parte de los bits transmitidos, y sin embargo el decodificador

(según su calidad) los puede llegar a detectar correctamente en muchos casos, pues

algo de la señal de cada bit interferido llega en muchas ocasiones al decodificador

con la suficiente calidad para ser detectado correctamente.

- El aumento de la velocidad de transmisión tiene como ventaja una mayor velocidad

de intercambio de información digital, pero tiene como desventajas estar m s afectadas

por los ruidos, y requerir un mayor ancho de banda de transmisión. Esto se ha de

tener en cuenta cuando se trabaja en HF, pues se trabaja con anchos de banda bajos

(lo cual permite dar mas cabida de estaciones en cada banda HF), y ello es otro

motivo por el que en HF se trabaje con velocidades de transmisión menores que en

V/UHF (donde además, los canales pueden tener anchos de banda mayores).

En efecto: se comentó anteriormente que si se desea aumentar la velocidad de

transmisión, hay que aumentar las frecuencias empleadas para la portadora de datos

(de audio). En efecto: En RTTY, se emplean para radioaficionados una velocidad de

transmisión de unos 50 Bd, lo cual supone que cada bit tiene una duración en torno a

1/50 = 20 mseg. Si la portadora de datos empleada fuera de 1200 Hz, cada ciclo de

señal de 1200 Hz tiene una duración de 1/1200 = 0.83 mseg. Por tanto, los 1 lógicos,

si emplearan esta frecuencia de audio, usarán 20/0.83 = 24 ciclos de la portadora de

audio para transmitirse, antes de cambiar de frecuencia si a continuación se enviara

un cero lógico. Si en el receptor el filtro de 1200 Hz requiriera unos 10 ciclos de señal

entrante para reconocer ésta, es evidente que los unos lógicos recibidos los reconocer

, también a la velocidad de transmisión de 100 Bd (cada bit dura ahora 10 mseg;

10/0.83 = 12 ciclos de señal por bit), pero a 150 Baudios, ya no la reconocerá

correctamente (cada bit requerir 8 ciclos de señal): Al aumentar la velocidad a 150 Bd,



se requiere una portadora de audio de mayor frecuencia para que la transmisión

pueda ser decodificada por el equipo receptor: Si esta se aumenta a 2500 Hz, ahora

cada ciclo de señal tendrá una duración de 1/2500 = 0.4 mseg, por lo que un 1 lógico

transmitido, según los ejemplos anteriores, requerir n ahora 50, 25 y 16 ciclos de señal

respectivamente para las velocidades de 50, 100 y 150 Bd respectivamente, por lo que

ahora las transmisiones a 150 Bd sm ser n detectadas por un equipo receptor dotado

de filtros con tiempos de integración similares al del ejemplo anterior (correspondiente

a unos 10 ciclos de señal).

Ahora bien, es evidente que si se aumenta la frecuencia de la portadora de audio,

aumentar el ancho de banda de transmisión, y ello se ha de tener en cuenta según la

banda en que se trabaje. Este efecto es muy perceptible en las modulaciones de AM y

FM, mientras que en la modulación en SSB afecta m s al ancho de banda de la

transmisión el shift de frecuencias empleado en la modulación FSK o AFSK, que el

valor concreto de las frecuencias usadas para la portadora de datos.

- En canales donde se puede emplear un ancho de banda mayor, como son los

canales de fónica de V/UHF, de 12.5 y 25 Khz de ancho de canal, pueden emplearse

mayores velocidades de transmisión que en HF, donde se trabaja con anchos de

banda de hasta 3 Khz como máximo (típico de una transmisión en fónica en SSB),

pero trabajar con velocidades elevadas pueden presentar problemas, debidas a las

características técnicas de los equipos emisores y receptores (aún cuando el canal de

radio permita estas velocidades de transmisión), que limitarían la máxima velocidad de

transmisión digital. En efecto:

Cualquier transmisor y receptor de radio moderno suele construirse con un ancho de

audio adecuado a su uso: Una emisora de FM comercial permite enviar frecuencias de

hasta 15 Khz de audio, lo cual le permite enviar música en alta fidelidad. El receptor de

FM comercial permitir también reproducir frecuencias de audio de hasta 15 Khz. Pero

un transmisor o un receptor de comunicaciones, p.ej, de radioaficionado, suelen tener

filtros de audio que permiten el envío de frecuencias de audio de como máximo entre

los 2.5 y los 5 Khz, que es suficiente para enviar voz (pero no música en alta calidad).

Con esta premisa, pongamos el caso del Packet radio en V/UHF: A la velocidad de

transmisión de 1200 Bd, las dos frecuencias de audio empleadas son de 1200 y 2200

Hz. Estas pasar n sin problemas, pues, por las etapas de audio de los transceptores

de V/UHF. Si la velocidad fuera de 2400 Bd, las frecuencias utilizadas son de 1775 y

2250 Hz, y pueden pasar igualmente sin problemas por las cadenas de audio de los

transceptores. Pero a velocidades m s altas, de p.ej, 4800 o 9600 Bd, los tonos

empleados en audio comienzan a estar por encima de los 2500 Hz, tanto más cuanto



mas alta sea la velocidad de transmisión, y ello hace que estos tonos sean muy

debilitados por las cadenas de audio del transmisor y del receptor de V/UHF, al quedar

fuera de la banda de paso de las cadenas de audio: El packet a estas velocidades se

vuelve impracticable con los equipos de V/UHF de comunicaciones (pero no habría

ningún problema si se hiciera con equipos de FM comercial).

Esto, pues, limita la velocidad máxima de las transmisiones digitales, si bien hay

equipos modernos que consiguen evitar este problema (permitiendo trabajar en packet

a 9600 Bd y m s alto) a base de saltarse las etapas de audio en emisión y recepción:

Se los dispone de una toma especial que permite llevar las señales de AFSK

directamente a la etapa moduladora del transmisor, y tomarlas en recepción

directamente de la salida de la etapa detectora (y por tanto, antes de la cadena

amplificadora de audio).

- Otros problemas que pueden darse en la transmisión de datos por radio son los

debidos a la propagación de la onda a largas distancias en HF:

En las transmisiones a través de la propagación ionosférica (y en especial en las

transmisiones transecuatoriales), pueden darse casos de reflexión ionosférica

multicapa, esto es, la onda incidente en la ionosfera puede reflejarse en dos o m s

capas a distintas alturas, lo que hace que el equipo receptor reciba dos o m s señales

con la misma informacion, ligeramente desfasadas entre si, debido a las diferencias de

los trayectos recorridos por las señales. Si la transmisión fuera de TV, el resultado

seria la producción de "dobles imágenes" en la pantalla, una por cada señal recibida

con la misma información. Pero en una transmisión digital, esto puede dar lugar a

fallos en la decodificación de la señal AFSK recibida, pues en el momento en que se

produce en una de las señales recibidas un cambio de frecuencia en la señal de

AFSK, en otra señal que llegue retardada al receptor el cambio de frecuencia aún no

se ha efectuado: Si esta última es lo suficientemente fuerte, puede interferir con la

primera, y dar problemas en la decodificación (este efecto es inapreciable en fónica).

Algo similar ocurre en VHF y UHF, donde una señal recibida directamente puede ir

acompañada de otras señales, que proceden del mismo transmisor pero que llegan al

receptor por reflexión en obstáculos naturales (de hecho, las dobles imágenes en TV

se deben principalmente a este motivo).

Por suerte, estos retardos suelen ser muy inferiores a los 20 mseg que dura la

transmisión de un bit en RTTY a 50 Bd, por lo cual no afectar prácticamente a la

decodificación de la señal recibida. Pero en otro tipos de transmisiones, a velocidades

mucho mas elevadas, los retardos si pueden ser ya del mismo orden del tiempo

asignado a un bit, y entonces si pueden darse muchos errores de decodificación, al

solaparse cada bit de la señal recibida por el trayecto mas corto con el bit anterior de



la misma transmisión, recibido en la señal que llega por el trayecto mas largo. Por

tanto, este efecto limita la velocidad de transmisión en comunicaciones HF a través del

rebote ionosférico (a largas distancias).



COMUNICACIONES OPTICAS

Introducción

Los emisores de luz para comunicaciones ópticas que existen son de dos tipos:

Emisores de luz no coherente: los diodos de luz (LED).

Emisores de luz coherente: los láseres, y en concreto, los láseres

semiconductores.

En algunas aplicaciones se podrían usar indistintamente cualquiera de las dos fuentes,

pero para situaciones con requisitos más exigentes, únicamente, los láseres dan una

señal luminosa adecuada. Éstos emiten luz coherente, de gran intensidad y

monocromática ( el ancho de banda es muy estrecho y facilita el acoplamiento a las

fibras ópticas). Además son modulables hasta frecuencias de gigahercios [Agr93]

[Cap98].

Para entender los fundamentos de la radiación láser antes es necesario conocer varios

conceptos, como son: los procesos de absorción y emisión de radiación y la inversión

de la población.

Absorción de la radiación: se produce cuando el electrón pasa del estado fundamental

a un nivel energético más alto. Para poder pasar al estado excitado necesita absorber

un fotón.

Emisión de la radicación: se produce cuando el electrón pasa del estado excitado al

estado fundamental, desprende energía en forma de fotón, emite un fotón. Si el

cambio de estado del electrón se produce de forma espontánea, sin que haya ninguna

causa que lo propicie, entonces se produce luz normal y el fenómeno se conoce como

emisión espontánea. Si el tránsito se produce por acción un fotón de igual energía que

el electrón, estamos ante un proceso de emisión estimulada, donde el electrón al

desprender energía lo hará en forma de otro fotón coherente con el primero (Einstein,

1917)[[Cap98]] [Tar88][Cas95].

Figura 1. Proceso de emisión espontánea y emisión estimulada.

Einstein mostró que la probabilidad de que el fotón sea absorbido por el átomo situado

en el nivel inferior, equivale a la probabilidad de que dicho fotón provoque la emisión

estimulada en el átomo situado en el nivel superior [Tar88] . ¿Cómo conseguir que la



aumente? Fabrikant, razonó que todo depende la cantidad de átomos que hay en cada

nivel. Si es mayor la cantidad de átomos en el nivel inferior, con mayor frecuencia

sucederá la absorción de fotones y el rayo de luz se debilitará. Pero si es mayor la

cantidad de átomos excitados, entonces más a menudo transcurrirá la emisión

estimulada y el rayo de luz se intensificará [Tar88]. Por lo tanto, para que el haz se

intensifique es necesario crear una situación de inversión de la población.

La inversión de población: consiste en tener más átomos excitados que átomos en el

estado fundamental.

Ganancia óptica

La ganancia óptica es una propiedad que adquieren los materiales semiconductores

cuando en ellos se consigue la situación de inversión de la población, que permite que

se produzca el fenómeno de emisión estimulada, y que éste predomine frente al de

emisión espontánea.

Para que un material tenga ganancia óptica la densidad de portadores inyectados en

la zona activa ha de superar un valor determinado conocido como valor de

transparencia (n0). Esto se consigue, por ejemplo, inyectando electrones a una unión

pn polarizada en directa.

La ganancia del material, siendo sus unidades de inverso de longitud (normalmente

cm-1) que se obtiene a partir de la siguiente ecuación:

donde vg = c/ng representa la velocidad de grupo en el material que compone la zona

activa, y Rstim(w), Rabs(w) son las tasas de emisión estimulada y absorción en el

material de la zona activa. En general, el cálculo de g(w) ha de realizarse de forma

numérica, obteniéndose curvas que muestran su valor, en función de la energía de la

radicación expresada en eV para diferentes valores de la densidad de portadores

inyectados. Un ejemplo de este tipo de curva es la figura 2.



Figura 2. Espectros del coeficiente de ganancia tomando la densidad de portadores en

la zona activa como parámetro.

Para densidades inferiores a no (valor de transparencia, alrededor de 1·1018 cm-3 en el

caso de las curvas de la figura 2), la ganancia óptica es siempre negativa (por debajo

de cero), y por tanto, no se consigue emisión estimulada. Por el contrario, si la

densidad de portadores inyectados es superior al valor de transparencia existen

longitudes de onda para las que se produce emisión estimulada. Cuanto mayor es el

valor de la densidad de portadores inyectados, mayor es la zona del espectro para la

que se obtiene amplificación óptica. También puede observarse que el máximo valor

de la ganancia se desplaza hacia longitudes de onda más cortas ( mayores valores de

energía) al incrementarse la densidad de portadores inyectados. Para un valor fijo de

longitud de onda ( o de energía) las curvas anteriores muestran que a partir de un

determinado valor de la densidad de portadores inyectados, la ganancia varía

linealmente con n. De hecho es posible aproximar dicha relación a través de la

expresión:

donde g es la denominada sección cruzada de ganancia o coeficiente de ganancia,

siendo sus unidades de área y normalmente expresadas en cm2.

De estas curvas puede deducirse que cuanto mayor es el dopaje del semiconductor,

crece la ganancia óptica, porque aumenta la densidad de portadores. Y viceversa,

cuanto menos impurezas inyectamos en el semiconductor, disminuye la cantidad de

portadores y por tanto, la ganancia óptica disminuye. Con esto y la forma de las curva,

se concluye que lo que interesa es trabajar en las zonas de los picos, donde se

consigue una mayor ganancia con menos dopaje del semiconductor.



3. Realimentación y efecto umbral

Para explicar el funcionamiento de la cavidad resonante en un láser semiconductor, se

utiliza el modelo de láser más simple: la cavidad Fabry-Perot. En la figura 3 se puede

ver el esquema fundamental.

Figura 3. Cavidad Fabry-Perot.

La cavidad Fabry-Perot se forma al introducir la heteroestructura entre dos espejos

formados al cortar de forma recta y limpia el material a lo largo de los planos de corte

de semiconductor, figura 3. La reflexión se produce por la discontinuidad entre el

medio semiconductor y el aire. La reflectividad de potencia de dicho espejo se puede

calcular aplicando las fórmulas de Fresnel para incidencia normal.

donde n ext representa el índice de refracción del medio exterior, que en la mayoría de

los casos será aire ( n ext 1). En general, el índice de refracción de los materiales

semiconductores empleados ronda el valor n ext 3.5, por lo que R 0.3, suficiente

para la mayoría de las aplicaciones.



Fig. 4. Configuración geométrica de un láser de heteroestructura, mostrando sus

dimensiones longitudinal, transversal y lateral.

Como puede apreciarse en la figura 4, la dirección en la que se forma la cavidad es

paralela al plano de la unión pn y está físicamente localizada en la zona activa del

semiconductor. Por otra parte, la inversión de población necesaria en la zona activa

se consigue inyectando electrones a la zona activa en dirección perpendicular al plano

de la unión pn. Las dimensiones típicas de la zona activa son, en cuanto a longitud de

100 a 500 m, en anchura de 5 a 15 m y en grosor de 0.1 a 0.5 m. Por lo tanto, a

todos los efectos, puede considerarse una guía de onda dieléctrica plana. En concreto,

dentro de la estructura existen tres tipos de modos:

1. Modos laterales, que son ondas estacionarias formadas en la coordenada y de la

zona activa, determinan la forma y el perfil del campo eléctrico en dicha dirección.

2. Modos transversales, que son ondas estacionarias formadas en la coordenada x

de la zona activa, determinan la forma y el perfil del campo eléctrico en dicha

dirección.

3. Modos longitudinales, son ondas estacionarias formadas en la coordenada z de la

zona activa y determinan el espectro de frecuencias emitido por el láser.

De los tres modos, la combinación de 1 y 2 resultan en los perfiles modales espaciales

del campo, similares a los modos LP de una fibra óptica, mientras que los terceros,

determinan las frecuencias propias de la cavidad que se emitirán en forma de

radiación al exterior de ésta.

En la estructura de la cavidad Fabry-Perot, formada por dos espejos reflectantes

separados una distancia L, el material comprendido entre ambos espejos es el medio

amplificador y posee una constante de propagación dada por = (c-g)/2+j, donde g

es la ganancia óptica del medio, c las pérdidas por absorción y scattering en el

material y la constante de fase. Una onda óptica incidente (linealmente polarizada,

por ejemplo en dirección y) de amplitud de campo dada por Eiy sufre sucesivas

reflexiones en los espejos que forman la cavidad, de forma que la onda a la salida de

la estructura está formada por la interferencia múltiple de aquellas que van saliendo de

la cavidad después de cada tránsito como se muestra en la figura 5.



Figura 5. Esquema y evolución de la señal en la zona activa de una láser Fabry-Perot.

El campo eléctrico a la salida de la cavidad Fabry-Perot viene dado por:

Las condiciones de oscilación del láser Fabry-Perot se consiguen al forzar el que haya

salida en ausencia de señal de entrada a la cavidad, es decir, anulando el

denominador de la expresión anterior, con lo que se consigue:

Esta ecuación es compleja y puede desglosarse en una parte real y otra imaginaria:

La parte real da la condición de ganancia umbral requerida para conseguir

radiación láser:

La ganancia umbral es igual a la suma de las pérdidas de la cavidad: la intrínsecas del

material de la cavidad c y las pérdidas en los espejos.

La parte imaginaria da la condición de fase:

A partir de la condición de fase pueden obtenerse las frecuencias propias de la

cavidad Fabry-Perot o modos longitudinales, ya que depende de la frecuencia a

través de la expresión = 2n´/c. Así pues las posibles frecuencias de oscilación de la

cavidad vienen dadas por:



Por lo tanto, las posibles frecuencias son infinitas, y están separadas entre sí una

cantidad constante:

donde L el tiempo de tránsito correspondiente a una vuelta completa a la cavidad, y

vale aproximadamente 10 psg.

Aunque se ha dicho que las posibles frecuencias son infinitas, no todas

cumplen la condición de amplitud, por lo que el láser sólo emitirá un conjunto limitado

de éstas. Esto se explica gráficamente en la figura 6, donde se representan en el

espectro las frecuencias propias de la cavidad Fabry-Perot junto con la curva de

ganancia del material y las pérdidas. Sólo aquellas frecuencias para las que ggth, o

sea, en las que su ganancia óptica sea mayor a la ganancia umbral, serán emitidas

por el láser.

Figura 6. Espectro de emisión de un láser Fabry-Perot a partir del producto de la curva

espectral de ganancia que compone su medio activo y del espectro periódico de la

cavidad Fabry-Perot.

Funcionamiento de láser

Para el análisis del funcionamiento del láser hay que partir de la ecuaciones de

emisión (en este caso, particularizadas para el caso de láseres monomodo), que son

la solución a las ecuaciones de Maxwell para el caso del láser [Agr93][Cap98]:

[1]



[2]

donde P y N representan la cantidad o número de fotones y portadores en la cavidad

respectivamente, p es el tiempo de vida de los fotones , n el tiempo de

recombinación de los portadores, Resp es la tasa de emisión espontánea y G es la tasa

de emisión estimulada o ganancia óptica de la cavidad.

La definición o el valor de cada uno de los parámetros que determinan el

funcionamiento del láser es:

La cantidad de fotones viene dada en función del campo eléctrico:

[3]

donde 0 es la permitividad del medio material, es el índice del modo, g es índice de

los portadores inducidos y ħw es la energía de un fotón.

El número de portadores en la zona activa se define como:

[4]

donde n es la densidad de portadores y es prácticamente constante, V=Lwd es el

volumen de la cavidad siendo L la longitud, w el ancho y d el grosor de la misma.

La ganancia óptica se halla a partir de :

[5]

donde es el factor de confinamiento, vg es la velocidad de grupo definida

como vg= c/g y g es una ganancia de la cavidad cuyo valor es: g = g ·( n - n0 ) ,

donde g es el coeficiente de ganancia diferencial, n0 la densidad de portadores

requerida para alcanzar el nivel de transparencia y n la densidad de portadores. Como

no se va a trabajar con densidad de portadores por unidad de volumen, sino con

numero de portadores, se desarrolla un poco esta definición para llegar a otra

expresión que convenga mejor: G = GN ·(N-N0)

El tiempo de vida de los fotones:

[6]

donde e son las pérdidas en los espejos, int otras pérdidas intrínseca de la cavidad.

El tiempo que tardan en recombinarse los portadores es:



[7]

La tasa de emisión espontánea, viene dada por:

[8]

donde todo lo contenido dentro del corchete se conoce como factor de

inversión de la población y Ef es la energía de separación entre los niveles de Fermi.

Si a [1] y [2] se le añade la ecuación de emisión de la fase, se tiene el sistema

de ecuaciones de emisión de láseres monomodo completo [9].

[9]

Característica Luz-Corriente

Para hallar la curva L-I se parte, como siempre, del sistema de las ecuaciones de

emisión [1] y [2], en régimen estacionario, esto es:

[10]

[11]

donde, en la primera ecuación se puede ver que el aumento de la cantidad de fotones

(luz), es favorecido principalmente por el proceso de emisión estimulada (GP) y un

poco, por el de emisión espontánea (Resp) gracias a la cual, se desencadena la

primera. Pero como GP >> Resp , se podría despreciar Resp para simplificar los

cálculos. Luego, (P/p) representa los procesos de recombinación no radiativos, es

decir, son los fotones que se recombinan desprendiendo calor y que por lo tanto,

actúan disminuyendo el número de fotones, en contra de lo que interesa.

Y en la segunda ecuación se ve que la cantidad de portadores aumenta al aumentar la

corriente inyectada al láser, pero disminuye por la emisión estimulada (GP) y por la

recombinación térmica (N/n).

Despejando P en la primera ecuación se obtiene:



[12]

como se ha dicho, Resp es una cantidad muy pequeña, prácticamente nula, con lo que

o el denominador se hace nulo o la cavidad semiconductora no emitirá luz, mientras

que (G ·p)<1. Porque, si (G ·p)<1, entonces, P Resp 0 y la cavidad semiconductora

funcionará como un LED, en vez de cómo un láser. Cuando (G ·p)1, se ha alcanzado

una cantidad apreciable de fotones, y el dispositivo empieza a funcionar como láser, la

emisión espontánea deja de ser la mayoritaria para dejar su puesto a la emisión

estimulada. A esta situación se le conoce como situación umbral, y el valor de los

distintos parámetros en este punto de funcionamiento es:

Valor umbral de los portadores (Nth):

[13]

Cuando la cavidad alcanza una cantidad de portadores igual a Nth, empieza a

producirse emisión estimulada, que como se ve es mayor que la cantidad de

portadores necesarios para conseguir la inversión de la población (N0).

Valor umbral de la corriente de polarización (Ith):

[14]

donde q es la carga eléctrica del electrón, 1.6x10-19(C). Los valores típicos de corriente

umbral están comprendidos entre 10 y 50 mA.

Una vez alcanzado el umbral, la cantidad de portadores va a permanecer

prácticamente constante, aunque se aumente la corriente inyectada. Esto es debido a

que el exceso de portadores se recombinan por medio de la emisión estimulada. Y al

mantenerse fijo el nivel de portadores, también lo va a hacer la tasa de emisión

espontánea. Por lo tanto, el número de fotones generados por emisión estimulada por

encima del umbral va a ser proporcional a (I – Ith), donde I es la corriente aplicada.

Valor de los fotones (P):

[15]

La potencia óptica de salida del láser es proporcional al número de fotones generados

en su interior, y su valor es el que muestra la ecuación [16].

[16]



donde esp·g representa la tasa a la que los fotones de energía ħw abandonan la

cavidad.

La figura 7, muestra una curva L-I típica de un láser semiconductor. En realidad

se ha representado potencia frente a corriente, pero como se ha dicho, la potencia es

proporcional a la cantidad de fotones (de luz) que hay en la cavidad. Como se puede

ver en la figura, para valores por debajo de la corriente umbral, la potencia de salida

(la luz) es prácticamente nula. Al aplicar una corriente igual o superior a la corriente

umbral, la potencia aumenta, y además, linealmente con la corriente siguiendo la

ecuación [16], hasta llegar a una corriente en la que el láser ya no va a producir más

luz aunque se aumente la corriente, zona de saturación. Si se exige al láser trabajar

mucho tiempo en esta zona el láser se quemaría.

Figura 7. Curva L-I típica de un láser de semiconductor.

Respuesta Transitoria

Para calcular la respuesta transitoria, se supone que el láser está funcionando en

condiciones estacionarias, con una cantidad de portadores (N), fotones (P) y una

corriente de inyección (I) constantes y que en t = 0, se le aplica un pequeño

incremento de corriente, un escalón de corriente de alimentación. La expresiones de

los tres parámetros anteriores sería:

[17]

[18]

[19]



donde se cumple además que I(t)<<I, N(t)<<N, P(t)<<P. Sustituyendo estos

valores en las ecuaciones de emisión [9], operando, linealizando y despejando, se

puede resolver el problema. Aquí únicamente se van a mostrar algunos pasos, muy

pocos, y la solución final. Para seguir todo el desarrollo ver [Avi05]. Se comienza con

las ecuaciones de emisión y se llega al siguiente sistema:

[20]

[21]

donde:

[22]

[23]

Aplicando transformada de Laplace a [20] y [21] y operando se llega a:

[24]

[25]

Y aplicando la Transformada inversa de Laplace se obtene:

[26]

[27]

donde P(), N(),B y se definen como:



[28]

[29]

[30]

[31]

Y las respuestas totales son:

[32]

[33]

Las ecuaciones [32] y [33] son las ecuaciones que se han implementado en una

aplicación interactiva.

Modulación

La respuesta del un láser semiconductor cuando se modula se puede analizar

introduciendo, en el sistema de ecuaciones de emisión [9], la expresión de la corriente

con una variación temporal de la forma

[34]

donde Ip es la corriente de polarización, Im es la corriente de modulación y fp la forma

del pulso de la corriente.

http://delibes.tel.uva.es/tutorial/Tema_II/Laser/APLICACION/Abrir_applet1.htm



De nuevo la naturaleza no lineal de las ecuaciones hace necesaria la aplicación de

métodos numéricos para su resolución. Sin embargo, se pueden encontrar soluciones

analíticas para el caso de modulación en pequeña señal cuando el láser está

polarizado por encima de su corriente umbral y la corriente de modulación verifica Im<<

Ip – Ith. Bajo estas condiciones, las ecuaciones se pueden linealizar, y utilizando la

transformada de Fourier se pueden resolver, para cualquier forma de pulso de la

corriente, fm(t).

Suponiendo que:

[35]

donde P, N, I y representan los valores en continua y para las fluctuaciones

transitorias se verifica que P<<P, N<<N, I<<I y <<.

Al linealizar y operar se resuelve el sistema llegando a:

PNnPGdt

PdPespN

)(

[36]

PNNGNq

I

dt

NdNN

)( 0 [37]

NGdt

dN

2

[38]

donde:

P

RNNG

esp

p

NP

10

[39]

PGN

n

N

1

[40]

Se aplica la transformada de Fourier a las ecuaciones anteriores:

)()()()( wPwNnpGwPjw PespN

[41]



)()()(

)( 0 wPNNGwNq

wIwNjw NN

[42]

)(2

)( wNGwjw N

[43]

y se opera, obteniéndose:

jw

jw

wPNNGq

I

nPG

wPP

N

N

espN

)(

)(

0

[44]

Se definen dos parámetros, R y R , que son la tasa de amortiguamiento y la

pulsación de las oscilaciones, respectivamente. Estos parámetros juegan un papel

muy importante en la respuesta dinámica de los láseres semiconductores. Un ejemplo

de su influencia es que cuando la frecuencia de modulación sobrepasa la frecuencia

de las oscilaciones de relajación, la eficiencia de la modulación disminuye

notablemente.

4

)()(

2

NPespNR nPGG

[45]

[46]

Con lo que se llega a:

[47]

Si se particulariza la expresión para una corriente moduladora de tipo sinusoidal, para

una pulsación, wm:

[48]

[49]

A partir de esta ecuación, [50], se puede hallar la función de transferencia del láser:



[50]

Decir quela función de transferencia es plana para pulsaciones inferiores a la

pulsación de las oscilaciones de relajación, es decir cuando wm<<R y cae

fuertemente cuando wm>>R . Este comportamiento se observa experimentalmente en

todos los láseres semiconductores. En la figura 7 se observa la función de

transferencia de un láser DFB para distintos niveles de polarización.

Figura 7. Respuesta de un láser DFB, trabajando a 1,3 nm modulado en pequeña

señal, en función de la frecuencia de modulación para diversos niveles de polarización.

5. Aplicación interactiva

Para observar fácilmente el funcionamiento del láser y comprobar que su activación no

es inmediata sino que requiere un tiempo de cebado, se ha diseñado e implementado

la siguiente aplicación interactiva: Respuesta transitoria al escalón. Con ella se podrán

visualizar el tiempo de retardo del láser de pasar de apagado a encendido y la

densidad de población de los portadores y de los fotones, contrastándolas.

Para estudiar la respuesta del láser en pequeña modulación se ha diseñado otra

aplicación: Respuesta en frecuencia. En donde se muestra el módulo de la señal de la

cantidad de portadores frente a distintas frecuencias.





BIBLIOGRAFIA

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Company, 1982.

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