Comunicació sense fil

Quan parlem amb un company, el so es propaga a través de l'aire en forma de vibracions. Encara que no es vegin, aquestes vibracions tenen la mateixa forma que les ones generades en llançar una pedra a l'aigua i es propaguen en totes direccions, encara que la seva intensitat minva amb la distància.

La velocitat de transmissió d'aquestes ones depèn del medi. En el cas de l'aire, és de 340 m/s (1224 km/h), molt inferior a la de la llum al buit, que és de 300 000 km/s.

Si volem transmetre informació a molta distància, les ones sonores no he arriben. Dons bé, hi ha un altre tipus d'ones, anomenades ones electromagnètiques, que arriben a distàncies gairebé il·limitades; són les que s'utilitzen en la ràdio, la televisió o la telefonia mòbil, i a més, tenen una velocitat de transmissió molt elevada.

Característiques de les ones

Les característiques comunes a totes les ones són l'amplitud, la freqüència, el període i la longitud d'ona.

• La freqüència (f) és el nombre d'ones (cicles) que hi ha en un segon. La freqüència es mesura en hertz ( Hz). Per exemple, si la freqüència és de dos Hz, indica que fa dos cicles en un segon. La freqüència de les ones sonores es manifesta amb un so més agut o més greu: si la freqüència és mes alta, el to és més agut.

• L'amplitud (a) és l'amplada de l'ona i ens indica el volum del so. Les ones sonores van perdent amplitud a mesura que s'allunyen de l'origen.

• El periode (T) és el temps (en segons) que tarda a començar una altra ona. El període és invers a la freqüència: T=1/f

L'espectre electromagnètic recull tots els tipus de radiacions electromagnètiques existents. A la imatge superior es poden observar cadascuna d'elles amb les seves aplicacions més freqüents.

Entre totes elles, detaca la llum visible, que són aquelles radiacions que els humans podem detectar amb els ulls.

Energèticament per damunt (freqüències elevades) hi ha molts tipus de radiacions, cadascun amb les seves aplicacions al món real, però no a les comunicacions, ja que per aquest camp ens interessen aquelles que no suposin cap risc per als humans. Dosi elevades de radiacions UV, raigs X, gamma,... estan relacionades amb un augment de la probabilitat de desenvolupar qualque tipues de càncer.

Per davall del visible, ens trobam amb l'infraroig i les microones, que tenen efectes tèrmic sobre la matèria, i després, totes aquelles ones electromagnètique que ens resulten útils per les comunicacions: l'espectre radioelèctric.

Cal destacar que si s'enviessin els senyals tal com són generats (freqüència natural o banda base) entre tota la informació flotant a l'espectre radioelèctric es formaria una gran renou i no es podria recuperar cap missatge. Això és el que passa a un bar o un concert uan molta gent xerra al mateix temps. Al final no et queda altra que cridar més que la resta per que se t'entengui.

Per poder dur a terme la comunicació sense fils, evitant aquests renous, es recorre a la modulació, que consisteix en mesclar dues ones, cadascuana amb una funció determinada:

• Onda moduladora: de baixa freqüència (i gran longitud d'ona) que conté la informació a transmetre.

• Onda portadora: que té una freqüència alta (i una baixa longitud) adequada per a la transmissió. L'ona portadora no conté in formació, però actua com a mitjà per “empaquetar” la informació de la moduladora, que és la que es vol enviar. Com a superposició de les ones portadora i moduladora s'obté un senyal denominat ona modulada. Aquesta ona conté la informació i presenta freqüències adequades perquè pugui ser transmesa i rebuda.

Per què se sent millor la FM que l'AM? Hauràs escoltat en la ràdio que l'AM té chisporreos de fons, sorolls estranys, xiuxiuejos, etc. Són les interferències degudes a les emissions de ràdios urbanes, les radiacions solars,… Els sistemes FM, en tenir sempre la mateixa amplitud, limiten i bloquegen els senyals que superen l'amplitud del senyal de ràdio; i com les interferències que abans nomenàvem se solen presentar com a “salts” d'amplitud majors que el senyal de radi, en limitar-les, s'evita la interferència. L'AM, al ser d'amplitud variable, no pot utilitzar aquest sistema per bloquejar-les i per això se sent pitjor.

Com ja s'ha comentat, aquests sistemes de comunicació sense fil s'usen per diversos mitjans de comunicació (radio, televisió, telefonia mòbil, xarxes WIFI, GPS,...). Als links tens diferents infografies que t'aporan informació sobre cadascun d'ells.

Els següents exercicis van encaminats a que facis una recerca sobre ells.

Exercicis:

1. Explica el sistema de cel·les (o cèl·lules) utilitzat a la telefonia mòbil.

2. Per què és necessari combinar dos senyals per transmetre so o imatges? Explica els dos tipus d’ona que es combinen.

3. A què anomenem modulació? A què anomenem ona modulada? Explica els dos tipus de modulació que existeixen i els seus avantatges i inconvenients.

4. Explica breument el funcionament de la TV con luminòfors. Explica també els altres tipus de TV existents.

5. Explica el que és el “apagón analógico”. Per què i quan es va produir?

6. Per què serveix el descodificador que ve incorporat als televisors moderns?

7. Explica els dos sistemes de localització per satèl·lit existents. Quants satèl·lits són necessaris per a localitzar amb exactitud la posició d’un objecte? Explica el sistema Galileo.

8. Et fas una idea de quina és la quantitat de satel·lits que la humanitat ha posat en òrbita al voltant de la Terra?