COMUNICACIÓN ALÁMBRICA E INALÁMBRICA1.- Definiciones

La comunicación es uno de los actos más ligados al hombre, que le ayuda a conocer más de sí mismo, de los demás

o del medio que lo rodea mediante el envío y la recepción de mensajes. En el área de Lengua vimos los elementos

de la comunicación humana, y en Tecnología los vemos en sus aspectos técnicos. En ambos casos tenemos las

siguientes definiciones:

Emisor: Elige y selecciona los signos adecuados para transmitir su mensaje.

Código: Es el conjunto de signos y símbolos que se utilizan para combinarlos de manera adecuada para

que se produzca el intercambio de información. Los códigos utilizados transmiten únicamente datos o voz.

Mensaje: Son los datos, ideas, sentimientos o acontecimientos expresados por el emisor.

Receptor: Descifra e interpreta lo que el emisor ha enviado. Un receptor puede ser pasivo cuando se limita

a recibir el mensaje, o  activo cuando no sólo lo recibe, sino que lo almacena y procesa. Cuando el

receptor emite una respuesta, se establece una retroalimentación.

Canal: Es el medio a través del cual circula el mensaje. Como ejemplos podemos mencionar el hilo

telefónico en caso de una conversación telefónica, o el aire en el caso de la voz. En el primer caso se habla

de comunicación alámbrica, y en el segundo, inalámbrica.

Interferencia: Cualquier perturbación que sufre el proceso comunicativo es una interferencia, y se puede

dar en cualquiera de sus elementos. Son las distorsiones del sonido en la conversación, o la influencia de

chispas en la radio o sobre la imagen del televisor, la afonía del hablante, la ortografía defectuosa, la

distracción del receptor,...

2.- Comunicación alámbrica

En esta variante la información se transmite a través de un medio físico, codificando la información en forma de señales eléctricas, a través de medios conductores de la electricidad, como los cables de cobre.

El sistema del telégrafo fue el primer sistema de esta categoría, que se desarrolló hasta el dispositivo de Morse, constituido por una estación transmisora y una estación receptora enlazadas ambas mediante una línea constituida por un solo hilo conductor

Telégrafo de Morse

A finales del siglo XIX el telégrafo evolucionó hasta el teléfono, en el cual un micrófono puede variar su resistencia (por ejemplo mediante gránulos de carbón ubicados detrás de una membrana). La voz humana hace que el diafragma oscile, con lo cual los gránulos de carbón quedan más o menos ligados entre sí, y ésto provoca cambios en la intensidad de la corriente que pasa a través de esa cámara de carbón y del hilo conductor. En el receptor telefónico hay un electroimán dispuesto de manera que atrae a una delgada membrana o diafragma. De acuerdo con la mayor o menor intensidad de la corriente que llega hasta el receptor, el diafragma será atraído también más o menos fuertemente, y esta vibración produce los sonidos.

Micrófono

Pulsa sobre la imagen para ver cómo funciona el altavoz

Cuando las señales transportadas pueden ser distorsionadas fácilmente, se utilizan cables protegidos contra interferencias, como los cables coaxiales. Es el caso de las señales de alta frecuencia de televisión. Cuando la señal eléctrica es de muy alta frecuencia, se puede convertir en una señal luminosa y utilizar como medio de transmisión la fibra óptica.

Cable apantallado Fibra óptica

La comunicación alámbrica sirve de canal en distancias pequeñas, como en el tramo entre una antena y el televisor, o entre distintos ordenadores. Por ejemplo, en los hogares nos podemos conectar a otros equipos mediante un módem, que transforma los unos y ceros que usa el ordenador en sonidos para enviarlos por la línea de teléfono. En los casos más modernos la conexión a Internet se realiza mediante el sistema de banda ancha (ADSL o RDSI), mediante el cual se transmite por la misma línea sonidos y datos a frecuencias distintas, es decir, como si se enviasen en diferente color. En estos casos tenemos lo que se denomina redes de datos, que se clasifican en función de su extensión como:

Redes de área local LAN (Local Area Network), que conectan ordenadores y periféricos en habitaciones, viviendas o edificios. Estos ordenadores se comunican entre sí a través de un interconector o switch, y con el exterior a través de un router. Las conexiones se realizan mediante cables de ocho hilos trenzados y conectores de red (RJ45).

redes de área amplia WAN (Wide Area Network), en las cuales se comunican varias redes LAN entre sí, a través de la línea telefónica o mediante ondas de radio. Este es el caso de las redes entre universidades (Red Iris), o la propia Intranet de Extremadura, dentro de la cual estamos comunicados Institutos, Ayuntamientos, Hospitales, etc contratada por la Junta de Extremadura.

3.- Comunicación inalámbricaLas comunicaciones por cable presentan un inconveniente: es necesario unir físicamente el emisor con el receptor, lo que puede ser difícil y costoso cuando la distancia entre ellos sea muy grande o se encuentren en lugares de difícil acceso. En estos casos, la comunicación inalámbrica suele ser más adecuada y barata. En esta variante, la comunicación se lleva a cabo a través del aire, por medio de ondas electromagnéticas.

Una onda consiste en una perturbación que se propaga a través del espacio. Por ejemplo, una membrana que vibra transmite su movimiento de vaivén al aire, y éste transmite esa vibración mediante contracciones y expansiones en las moléculas. Esto constituye el sonido, y este tipo de ondas se denominan ondas mecánicas, pues necesitan un medio material (aire, agua, metal, ...) para poder propagarse.

Propagación de ondas

En los dibujos de la derecha podemos ver las contracciones de las moléculas de aire, donde se produce un incremento de presión. En la gráfica se representan los valores de presión, cuya variación resulta dar una forma ondulada.

Por este motivo hablamos de ondas, y en algunas ocasiones, por ejemplo cuando tiramos una piedra al agua, las ondulaciones son reales. Ondas de sonido

Red de ámbito mundial WWW (World Wide Web), que es la red formada por todo el mundo interconectado entre sí. Gracias a esta conexión, podemos visitar páginas (Internet), enviar y recibir correo electrónico (servicio SMTP), descargar ficheros (servicio FTP), ... Todos los ordenadores o clientes se conectan a un ordenador central o nodo, y como código todos emplean el Protocolo de Control de Transmisión (TCP) y el Protocolo de Internet (IP). Mediante estos códigos no solo se permite la correcta transmisión de los datos, sino que también se asigna a cada ordenador una dirección formada por una serie de números (192.168.0.1) o por una serie de letras (www.tuenti.com, por ejemplo).

De la gráfica podemos deducir algunos valores importantes:1. la distancia entre dos valores iguales (máximo o mínimo) se llama longitud de onda (λ).2. el valor máximo de la perturbación se llama amplitud (A).3. la frecuencia (f) es la cantidad de vibraciones que se producen en un segundo, y se mide en Hertzios (Hz). Más adelante veremos que está estrechamente ligada con la longitud de onda.

El último valor importante es la velocidad a la que se propaga la perturbación, que en el caso del sonido es de 340 m/s cuando el medio es el aire; en el agua es de 1.600 m/s, en la madera es de 3.900 m/s y en el acero es de 5.100 m/s..

Existen otro tipo de ondas  llamadas electromagnéticas, que tienen la particularidad de que pueden propagarse también cuando no hay moléculas que mover, es decir, en el vacío. Están formadas por una composición de perturbaciones eléctricas y magnéticas perpendiculares entre sí, y las oscilaciones son producidas por las variaciones de la intensidad de dichos campos eléctricos y

magnéticos. Ondas electromagnéticas

Al igual que con las ondas mecánicas, las electromagnéticas se distinguen por su amplitud y su longitud de onda, pero todas se transmiten a la misma velocidad, a 300.000 km/s. Sin embargo, cada longitud de onda es apropiada para una aplicación diferente:

 Longitud de onda  Aplicación Más de 103 m  Radio De 103 a 10 -1 m  Televisión De 10 -1 a 10 -3 m  Microondas, para calentar comida y en los teléfonos móviles De 10 -3 - 10 -6 m  Rayos Infrarrojos, es la radiación que emiten las cosas calientes De 10 -6 a 10 -7 m  Esta radiación es la luz visible De 10 -8 a 10 -9 m  Rayos Ultravioleta, emitidos por el Sol De 10 -9 a 10 -12 m  Rayos X, usados para hacer radiografías Menos de 10 -12 m  Rayos gamma, emitidos en las reacciones nucleares

A este conjunto de todas las ondas electromagnéticas se le conoce habitualmente con el nombre de espectro. La longitud de onda va estrechamente ligada con la frecuencia y con la energía que tiene la radiación, cuanto menor es la longitud de onda, mayor energía tiene:

 

En azul: longitud de onda larga, frecuencia pequeña, energía pequeña

En rojo: longitud de onda corta, frecuencia elevada, energía grande

Por lo tanto, se puede hablar de ondas largas para bajas energías, y de ondas cortas para energías elevadas, como podemos apreciar en el gráfico anterior. El mayor o menor nivel de energía de una onda le permite atravesar objetos con mayor o menor dificultad. Por ejemplo, los Rayos X atraviesan el cuerpo humano para hacer radiografías; en cambio, los teléfonos móviles se quedan sin cobertura cuando no hay una antena cercana.

Para transmitir información mediante ondas existen dos procedimientos básicos, produciendo modificaciones en las ondas. A este proceso se le denomina modulación.

Cuando se varía la amplitud de la onda tenemos lo que se denomina modulación de amplitud(AM). Este método se utiliza en telefonía y en algunas estaciones de radio.

El segundo método de modificar las ondas es la modulación de frecuencia (FM), en el cual se varía la longitud de onda cuando interese. Con este método funcionan la mayoría de estaciones de radio, y a cada una se le asigna un ancho de banda entre unos valores máximo y mínimo de frecuencia entre los cuales puede transmitir su información.

Modulación de una señal

En la actualidad estos métodos están pasando al desuso, pues está tomando auge la modulación digital, en la cual la señal que queremos transmitir se transforma en unos y ceros, mediante un proceso de muestreo y codificación, en el cual se analiza la señal muchas veces por segundo (para el sonido se hace 44.000 veces por segundo), y se obtiene un valor de su amplitud, que se transforma en números binarios, y éstos son los que realmente se transmiten:

Modulación digital

Este sistema es el que se utiliza en la radio y televisión digitales, tanto terrestres como por vía satélite, y en los conocidos sistemas Bluetooth y Wi-Fi debido a su alta calidad. Esta calidad se debe a que las interferencias no afectan a la señal, pues sólo hay unos y ceros (señal digital), no variaciones continuas (señal analógica). Además, gracias a la elevada velocidad de transmisión de 2,5 Gbits (miles de  millones de datos por segundo), se puede transmitir información adicional, como teletexto o información extra.