3.- Comunicación inalámbrica
Las 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.
De la gráfica podemos deducir algunos valores importantes:
Ondas de sonido
la distancia entre dos valores iguales (máximo o mínimo) se llama longitud de onda (λ).
el valor máximo de la perturbación se llama amplitud (A).
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:
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.