1. INTRODUCCIÓN

La comunicación es el factor esencial en el desarrollo económico y social del ser humano. Tanto es así que, en la actualidad, la posesión de información es considerada como el bien económico más importante. La difusión universal y eficaz (rápida y veraz) de información se convierte en uno de los retos más importantes de nuestro tiempo.

1.2. Sistemas de transmisión

Su clasificación depende únicamente del medio por el que se propaguen las señales.

Atendiendo a esto podemos tener transmisión:

• Comunicación alámbrica: Se lleva a cabo mediante conexiones físicas entre el sistema emisor y el receptor.

• Comunicación inalámbrica: Se realizan a través de medios no canalizados, como la atmósfera, el agua, etc.

Para decidir qué tipo de comunicación usar, debemos valorar:

• Las interferencias: Los cables pueden “blindarse” para que haya pocas interferencias del exterior. En cambio, la propagación inalámbrica puede sufrir interferencias. Por ejemplo, el teléfono móvil se oye, por lo general, peor que el fijo

• El coste: Es mucho más caro un sistema por cable que uno inalámbrico. En el sistema por cable es necesario construir una red que comunique al emisor con los receptores y en el inalámbrico, no.

• La ubicuidad: Es una gran ventaja del sistema inalámbrico: poder intercambiar información prácticamente desde cualquier parte del planeta.

2. SISTEMAS DE COMUNICACIÓN ALÁMBRICA

2.1. Medios de comunicación

Este tipo de transmisiones se lleva a cabo mediante conexiones físicas entre el sistema emisor y el sistema receptor. La señal que se transporta es de tipo eléctrico y para enviarla usualmente se ha empleado un cable de distinto tipo según la velocidad, el ancho de banda y la distancia que se precisen.

En la actualidad se puede distinguir:

2.2. Sistemas de comunicación alámbrica: El teléfono fijo

El teléfono fijo es uno de los sistemas de comunicación más usados en el planeta, aunque en algunos países, como España, ya existen más teléfonos móviles que fijos.

El funcionamiento del teléfono fijo puede explicarse de la siguiente forma:

El emisor:

a) El emisor empieza hablar por el micrófono. Al hablar emitimos ondas sonoras que qué hacen vibrar una membrana que va unida a un cristal piezoeléctrico por el que pasa una corriente eléctrica. Antiguamente en lugar del cristal se utilizaba gránulos de carbono. 

b) Según este esté más o menos comprimido este cristal, presenta mayor o menor resistencia al paso de la corriente. Estas variaciones de corriente producen una señal eléctrica.

Canal de comunicación:

c) La señal eléctrica se transmite por el cable normalmente de fibra óptica, hasta que la señal llega a las centrales telefónicas

d) Las centrales telefónicas conectan a dos personas que quieren hablar según los códigos de los números de teléfonos y la señal se envía desde la centralita hasta el receptor.

Receptor

e) En el receptor se encuentra situado otro cristal piezoeléctrico. Los cristales vibran de acuerdo con las características de la señal eléctrica a la que están sometidos. Estas vibraciones corresponden exactamente a la voz que la produjo.

 3. COMUNICACIÓN INALÁMBRICA: CONCEPTOS GENERALES

Como hemos visto, la comunicación inalámbrica se realiza a través de medios no canalizados, como la atmósfera, el agua, etc. Es el sistema más usado actualmente por ser el más barato.

3.1. Tipos de ondas

Ondas mecánicas: Una onda mecánica es una perturbación que produce una presión sobre un medio y que se propaga a lo largo de dicho medio material. El sonido es el ejemplo más conocido de onda mecánica (velocidad del sonido es de 340 m/s), que en los fluidos se propaga como onda longitudinal de presión. Los terremotos, por otra parte, se modelizan como ondas elásticas que se propagan por el terreno.

Ondas electromagnéticas. Estas ondas están formadas por dos campos diferentes:

a)   Campo eléctrico: Provocado por una carga aislada o a un conjunto de cargas que se dejan sentir sus efectos. Al tratarse de un campo, se observará la aparición de fuerzas eléctricas, es decir, de atracciones o de repulsiones sobre ella.

b) Campo magnético: Un campo magnético es un campo de fuerza creado como consecuencia del movimiento de cargas eléctricas (flujo de la electricidad). Es decir que una carga eléctrica en movimiento genera un campo magnético y a su vez un campo eléctrico.

3.2. El espectro electromagnético

Nuestro mundo está lleno de ondas electromagnéticas. Unas pocas son visibles y se manifiestan en los colores de las cosas. Otras las podemos sentir en forma de calor (las infrarrojas), o detectar con aparatos (las de radio, telefonía, radar o TV). Las ondas capaces de romper moléculas (rayos X, gamma) se llaman ionizantes, mientras que las no logran hacerlo se denominan no ionizantes (ondas de radio, microondas, infrarrojo, visible y ultravioleta).

Algunas radiaciones no ionizantes pueden aumentar los movimientos de las moléculas, lo que se traduce en calentamiento. Los hornos de microondas se basan en esa propiedad. El conjunto de las ondas electromagnéticas, conocido como espectro, es muy amplio, desde unos pocos Hz hasta ondas de frecuencias superiores a 1000 Hz. El espectro se divide en bandas, a cada una de las cuales se le asigna un nombre en función de su longitud de ondas. Las bandas que se utilizan habitualmente en las telecomunicaciones son las ondas de radio, las microondas, infrarrojos y luz visible. Pero existen otras bandas en el espectro, sobre todo en las altas frecuencias que cada vez se utilizan más en comunicaciones.

3.3. La modulación

Para transmitir una señal mediante ondas de baja frecuencia es necesario adaptar dicha señal para que pueda ser enviada. Cuanto mayor es la longitud de onda a enviar, mayor debe ser el receptor para recibirla. De ahí la necesidad de adaptar (modular) las ondas al enviarlas. El proceso de modulación consiste en enviar dos ondas combinadas. Cuando las ondas son de alta frecuencia la longitud de onda es pequeña y por ello no es necesario modularla.

Existen dos tipos de ondas en toda modulación:

a) Onda Moduladora. De baja frecuencia y gran longitud de onda que contiene la información a transmitir

b) Onda portadora. De alta frecuencia y baja longitud de onda y adecuada para transmitir. No contiene información y actúa como medio para transmitir la onda moduladora.

Para realizar la modulación existen dos formas diferentes:

1. Amplitud modulada (AM) . Se utiliza la amplitud de la onda para transportar el audio: la amplitud de la portadora cambia, mientras que la frecuencia permanece constante.

2. Frecuencia modulada (FM). La frecuencia de la onda portadora cambia en función de la amplitud y la frecuencia del audio: la amplitud de la portadora permanece constante.

        - Antenas de radiodifusión. La posición de los conductores determina la captación múltiple de diversas ondas. Su ganancia es la unidad por lo que se trata de una antena omnidireccional.

        - Antenas direccionales de televisión. Antenas con ganancias superiores a la unidad y direccionales. Está destinada a la recepción de canales en la banda de UHF. Son las antenas de las televisiones.

3.5. Sistemas de Comunicación por ondas electromagnéticas

3.5.1. Comunicación Terrestre

El sistema de comunicación terrestre utiliza una serie de elementos básicos para realizar la transmisión de ondas electromagnéticas y son los siguientes:

a) Emisor de radiofrecuencia. Es el encargado de producir la información a transmitir y tratar la señal de forma adecuada para que pueda ser enviada.

En la mayoría de los casos, realiza funciones de amplificación y modulación de la señal.

b) Antena emisora. Es la encargada de transmitir la señal modulada y la difunde al espacio. La señal, en forma de ondas electromagnéticas, se transmite a través del aire, salvando la distancia que las separa de su destino gracias a las sucesivas reflexiones que se producen al rebotar en la ionosfera.

c) Estación terrestre de repetición. Como las ondas van perdiendo intensidad a medida que se propagan, con lo que la señal se va debilitando, se intercalan entre el emisor y receptor, una o varias estaciones repetidoras (según la distancia). Dichas estacione reciben la señal y se encargan de adaptarla (eliminar posibles interferencias) y a amplificarla, para que pueda llegar a su destino en condiciones óptimas.

d) Antena receptora. Reciben señales de muchas frecuencias por lo que su ancho de banda de recepción debe ser muy ancho y las señales que reciben suelen ser débiles por lo que deben ser posteriormente amplificadas.

e) Receptor de radiofrecuencia. En él se demodula y reconstruye la información transmitida.

3.5.2. Comunicación por satélite

Otra forma de comunicación inalámbrica es una comunicación por satélites. Básicamente se realizara utilizando los siguientes elementos:

a) Emisor de radiofrecuencia. Es el encargado de producir la información a transmitir y tratar la señal de forma adecuada para que pueda ser enviada. En la mayoría de los casos, realiza funciones de amplificación y modulación de la señal.

b) Antenas parabólicas. Las antenas que se utilizan para recibir y enviar las señales a los satélites son las denominadas antenas parabólicas. Su capacidad de emisión y recepción es mucho mayor que las de otros tipos de antenas.

c) Estaciones receptoras. Encargadas de recibir la señal del satélite y reenviarla a las distintas estaciones. A partir de esta estación se puede iniciar una comunicación terrestre.

d) Satélites. Los satélites que actúan como repetidor de la señal, y, a veces, amplificadores de la misma. Se ponen en órbita mediante cohetes espaciales que los sitúan fuera de la atmósfera a distancias relativamente próximas al Tierra y utilizan placas solares para proveerse de energía.

La mayor parte de los satélites de comunicación se sitúan en órbitas geoestacionarias, situadas sobre el ecuador. Un satélite situado en una órbita geoestacionaria tarda en dar una vuelta alrededor de la Tierra un día entero por lo que siempre está situado sobre la misma zona geográfica.

3.6. Sistemas de comunicación inalámbrica: La radio

Es un medio de comunicación inalámbrico que permite transmitir sonidos. Actualmente, también muchas emisoras de radio transmiten a través de cable, pero parte de su difusión se sigue realizando por medios inalámbricos.

El funcionamiento de este medio puede verse en el siguiente esquema:

3.7. Sistemas de comunicación inalámbrica: Los teléfonos móviles

Los teléfonos móviles (terminales), pertenecientes a una red de telefonía móvil, están conectados mediante un conjunto de estaciones receptoras y emisoras (repetidores o estaciones base) conectadas por radio entre sí, que permiten la conexión y comunicación entre terminales. La telefonía móvil emplea ondas para establecer la comunicación y las señales se trasmiten a través del aire. Dado que los interlocutores de las llamadas pueden estar en movimiento, será necesario utilizar potencias de transmisión muy elevadas para lograr grandes coberturas. De lo contrario, si los interlocutores cambian su posición, pueden salirse de la zona de cobertura de la antena que recoge las señales y cortarse la comunicación.

Para solucionar este y otros problemas, como el de elegir la frecuencia de transmisión más adecuada, la telefonía móvil se basa en el modelo de células por lo que en muchas ocasiones también se la llama telefonía celular.

Las redes de telefonía móvil están constituidas por un conjunto de estaciones cada una de las cuales tiene un área de cobertura. De esta forma, el territorio se divide en celdas, en teoría, de forma hexagonal, controladas cada una por una estación terrestre, que soportan un número limitado de llamadas. Cuando un usuario se encuentra en determinada célula, será atendido por su estación correspondiente. Pero si al desplazarse pasa a otra célula, entonces será otra estación la que le permita seguir manteniendo la conversación En las zonas limítrofes, las células se solapan, de forma que el usuario no pierda la cobertura cuando pasa de una a otra. Cada estación utiliza un rango de frecuencias específico y diferente del de las células que la rodean, que son adyacentes a ella, pues en caso contrario podrían producirse interferencias entre células. Células no adyacentes si pueden usar el mismo rango de frecuencias.