Unidad 1.- Sistemas de comunicación

Introducción 

Para ser transmitido un mensaje, se requiere de un sistema de comunicación que permita que la información sea transferida, a través del espacio y el tiempo, desde un punto llamado fuente hasta otro punto de destino, mediante un cable como en el caso de un teléfono o por ondas como en el caso de las radios.

Los mensajes pueden presentarse bajo diferentes formas: una secuencia de símbolos, intensidad de la luz y los colores de una imagen televisada, la presión acústica de la voz, etc.

Los sistemas de comunicación eléctrica brindan los medios para que la información, codificada en forma de señal, se transmita o intercambie.

Un sistema de comunicación consta de tres componentes esenciales: transmisor, canal de transmisión y el receptor.

El mensaje original, producido por la fuente, no es eléctrico. Debe ser convertido en señales eléctricas a través de un transductor de entrada. En el destino, otro transductor de salida cumple la función de transformar nuevamente la señal para que llegue al receptor del modo en el que fue emitido el mensaje.

1.1 Impacto de las Telecomunicaciones

IMPACTO DE LAS TELECOMUNICACIONES

Si bien sabemos es evidente que las telecomunicaciones han afectado diferentes sectores del dentro del mundo del ser humano, los más importantes son los siguientes:

·SECTOR ECONOMICO.
·SECTOR CULTURAL.
·SECTOR EDUCATIVO.
·SECTOR SOCIAL.

Uno de los grandes propulsores de las telecomunicaciones, ha sido el internet al igual que la telefonía celular, los nuevos dispositivos móviles que han venido a cambiar la vida del ser humano, así como esto nos ha favorecido, ya que la manera de comunicarnos es mucho mas fácil y cómoda, pero también ha traído des favorecimientos o desventajas, uno de ellos es que nos hemos vuelto adictos a estas tecnologías, es decir que dependemos de estos servicios.


EJEMPLO:

Supongamos que te levantas un día en la mañana y de repente te das cuenta que no tienes internet y que no tienes señal telefónica. Ahora imagina que desaparecieran los servicios de internet y telefonía celular.
¿Cuál sería tu reacción si los servicios de internet y telefonía celular ya no volvieran?
¡Frustrante verdad! Esto es debido a que tenemos la necesidad de estar comunicados. Esta es una pequeña muestra de cuán importante son las telecomunicaciones en nuestra vida cotidiana.

Internet: ha revolucionado los medios de comunicación, implantando nuevos medios informativos. La utilización de recursos multimedia, ha obligado a generar un nuevo paradigma sobre estos medios.

Telefonía celular: Al igual que el internet la telefonía móvil ha dado un paso trascendental y ha evolucionado debido a las necesidades del usuario. Si bien sabemos antes los teléfonos celulares únicamente los utilizábamos para mandar mensajes y recibir llamadas, pero hoy en día esto ha cambiado por que si nos damos cuenta los teléfonos de hoy no solo nos ofrecen los servicios que ya mencionamos, sino que también cuenta con una gran variedad de aplicaciones que en la actualidad es necesario tenerlas, por ejemplo. Los teléfonos de ahora cuenta con internet propio (3G), GPS (), acceso a las redes sociales, wifi etc.

SECTOR EDUCATIVO.

Al igual que en el sector económico también ha favorecido al sector educativo y todo gracias a que ahora es mucho más fácil poder encontrar información en la red y ya no tener que comprar libros o ir a la biblioteca para hacer una tarea, también en las escuelas esto ha ayudado mucho, ya que se supone que la educación debe ser mejor, por el simple hecho que la mayor parte de las escuelas en la actualidad cuentan con educación multimedia, esto quiere decir que se ha dejado a tras los métodos de enseñanza como son el uso de pizarrones, ahora esto se presenta por medio de un proyector y el maestro da su clase pudiendo acezar a diversas páginas que le facilita la manera de ensañar a los alumnos.



SECTOR SOCIAL.

En la sociedad estamos plagados de ideas muy diferentes, recordemos que cada persona es un mundo y que cuando hablamos de avances tecnológicos dentro de las telecomunicaciones cada persona tiene su propia opinión. La sociedad joven esta más sumergida en este cambio en la vida, ya que ellos van creciendo con los avances tecnológicos, tema que hoy en día es de preocupación por que los jóvenes se han hecho muy dependientes de las telecomunicaciones. Nosotros como personas jóvenes tomamos estos cambios de una manera equivocada por que tomamos las nuevas telecomunicaciones más allá de una necesidad, más allá de un entretenimiento. Hemos estado perdiendo valores por todo lo que se percibe en las redes sociales, tanto jóvenes como programadores de estas redes no están haciendo nada para llevar al mundo entero a un cambio para mejorar la calidad de vida y regresar esos valores que se han perdido a lo largo de los tiempos. La telefonía celular es un gran impacto en la sociedad, ha traído grandes cambios en la vida ya que es más fácil comunicarnos en enormes distancias, pero también ha llevado a muchas personas a la muerte, tomamos este punto de gran importancia porque gracias a esas personas que hablan por teléfono mientras conducen su automóvil han provocado un gran número de accidentes vehiculares.


SECTOR ECONÓMICO.

En este sector las telecomunicaciones han sufrido un gran cambio, debido a que la economía ha aumentado por medio de las nuevas tecnologías, si nos damos cuenta en el mercado la mayor parte de productos vendidos son: Teléfonos Celulares, equipos de cómputo, accesorios para internet. Esto se debe a que los medios de comunicación han trascendido de manera impactante, antes era un lujo contar con estos servicios tanto de internet como el de telefonía móvil, pero en la actualidad esto a obligado a que sea una necesidad por el simple motivo que tenemos de estar comunicados con ciertas personas. Los cambios ocurridos a través del tiempo han creado empresas de grandes éxitos, desde las empresas que se dedican a crear, fabricar, desarrollar e implementar los teléfonos móviles hasta aquellas empresas que se dedican a brindar el servicio de cobertura móvil.


SECTOR CULTURAL.

Cuando hablamos de cultura nos referimos a las diferentes maneras de pensar, las diferentes tradiciones y las diferentes aceptaciones de estos grandes avances de las telecomunicaciones. Todos tenemos diferentes culturas, los jóvenes, los padres, los abuelos. Nosotros como jóvenes le hemos dado gran aceptación a los avances tecnológicos pero nuestros abuelos ni siquiera las voltean a ver, ejemplo un chavo de 18 años da su vida por un iphone 5, y un abuelo ni conoce nada del tema.

Sistema de comunicación

La Comunicación es la transferencia de información con sentido desde un lugar (remitente, origen, fuente, transmisor) a otro lugar (destino, receptor). Por otra parte Información es un patrón físico al cual se le ha asignado un significado comúnmente acordado. El patrón debe ser único (separado y distinto), capaz de ser enviado por el transmisor, y capaz de ser detectado y entendido por el receptor.

Si la información es intercambiada entre comunicadores humanos, por lo general se transmite en forma de sonido, luz o patrones de textura en forma tal que pueda ser detectada por los sentidos primarios del oído, vista y tacto. El receptor asumirá que no se está comunicando información si no se reciben patrones reconocibles.

 Impacto de las telecomunicaciones

La comunicación, es el proceso de transmisión y recepción de ideas, información y mensajes. En los últimos 150 años, y en especial en las dos últimas décadas, la reducción de los tiempos de transmisión de la información a distancia y de acceso a la información es uno de los retos esenciales de nuestra sociedad.

La comunicación actual entre dos personas es el resultado de múltiples métodos de expresión desarrollados durante siglos. Los gestos, el desarrollo del lenguaje y la necesidad de interaccionar juegan aquí un papel importante.

Los primeros sistemas telegráficos y telefónicos utilizaban el cable como soporte físico para la transmisión de los mensajes, pero las investigaciones científicas indicaban que podían existir otras posibilidades. La teoría de la naturaleza electromagnética de la luz fue enunciada por el físico británico James Clerk Maxwell en 1873, en su Tratado de la Electricidad y el Magnetismo. Las teorías de Maxwell fueron corroboradas por el físico alemán Heinrich Hertz. En 1887 Hertz descubrió las ondas electromagnéticas, estableciendo la base técnica para la telegrafía sin hilos.

IMPACTO DE LAS TELECOMUNICACIONES EN LA EDUCACIÓN

Algunos expertos le llaman simplemente las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) y otros le han ante puesto el término de nuevas (NTIC). Su utilización ha provocado modificaciones en nuestras categorías de tiempo y de espacio y ha obligado a redefinir incluso el concepto de realidad, a partir de la posibilidad de construir realidades. “Cuando hablamos de NTIC no nos estamos refiriendo a un solo tipo de tecnología. En estos momentos disponemos de, al menos, tres tipos diferentes, cada vez más articulados entre sí, pero que utilizan procesos y establecen relaciones muy distintas entre los contenidos y los usuarios: la televisión, el ordenador y el teléfono.”

IMPACTO DE LAS TELECOMUNICACIONES EN LA MEDICINA

Una forma común de clasificar a las tecnologías médicas es la siguiente:

    Tecnologías de diagnóstico: permiten identificar y determinar los procesos patológicos por los que pasa un paciente. Ej.: TAC;

    Tecnologías preventivas: protegen al individuo contra la enfermedad. Ej.: mamografía;

    Tecnologías de terapia o rehabilitación: liberan al paciente de su enfermedad o corrigen sus efectos sobre las funciones del paciente. Ej. Láser de dióxido de carbono (en cáncer de piel, odontología, y cortes quirúrgicos);

    Tecnologías de administración y organización: permiten conducir el otorgamiento correcto y oportuno de los servicios de salud. Ejemplo: microprocesadores genéticos.

La medicina, y en general la sanidad, han sido tradicionalmente pioneras en la incorporación de los avances tecnológicos a sus procesos asociados de investigación y las actividades cotidianas asociadas. En las últimas décadas se ha beneficiado de los avances en el campo de la informática, y lo hará en las próximas con los avances en las telecomunicaciones.

IMPACTO DE LAS TELECOMUNICACIONES EN EL HOGAR

Las telecomunicaciones en el hogar, han estado ya desde algún tiempo, con sus primeras innovaciones que van desde:

    La radio

    La televisión

    El Teléfono

Pero en estos momentos las telecomunicaciones en el hogar son hechas para satisfacer necesidades del usuario para así hacer de su vida más confortable y sencilla

En estos tiempos se encuentran otros tipos de telecomunicaciones en el hogar, desde redes wireless (Internet), pues en estos tipos ya no es una gran cosa tener una computadora en el hogar

También en estos tipos se cuenta con celulares en cualquier parte, estos son un tipo de telecomunicación y también pueden interactuar con las redes wireless.

IMPACTO DE LAS TELECOMUNICACIONES EN EL COMERCIO ELECTRONICO

Comercio Electrónico:

    “Es la aplicación de la avanzada tecnología de información para incrementar la eficacia de las relaciones empresariales entre socios comerciales”. (Automotive Action Group in North America)

    “La disponibilidad de una visión empresarial apoyada por la avanzada tecnología de información para mejorar la eficiencia y la eficacia dentro del proceso comercial.” (EC Innovation Centre)

TIPOS

A continuación se identifican diversos tipos de intermediarios basados en Internet:

 Directorios: Ayudan a los clientes a encontrar productos clasificando instalaciones Web y proporcionando menús estructurados para facilitar la navegación. En la actualidad son gratuitos, pero en el futuro podrían ser de pago. Existen tres tipos de directorios:

Generales: Como por ejemplo, Yahoo que proporciona un catálogo general de una gran variedad de diferentes sitios Web

Comerciales: Como El Índice que se centra en proporcionar catálogos de sitios comerciales. No proporcionan infraestructura o servicios de desarrollo para los fabricantes, sino que tan sólo actúan como un directorio de instalaciones existentes.  

 Especializados: Están orientados a temas, y son incluso tan sencillos como una página creada por una persona interesada en un tema. Estas páginas pueden suministrar al cliente información sobre un bien o fabricante en particular.

IMPACTO DE LAS TELECOMUNICACIONES EN EMPRESAS VIRTUALES

La aparición y evolución de un nuevo tipo de empresa que está ligada a la expansión en Internet, es decir “Las empresas virtuales”.

Existe todo un entramado de colaboradores que hicieron posible el nacimiento de la informática como un medio de comunicación, entre los cuales el más conocido es Bill Gates. Empresas pioneras en esta materia; las empresas que continúan en activo y las que han fracasado en su intento.

TIPOS:

Empresas encargadas de la distribución que están al servicio de las empresas virtuales, haciendo llegar el producto al consumidor.

Empresas virtuales dedicadas a la venta de productos concretos que demandaban empresas específicas. Distinguimos:

empresas pioneras: la más conocida, por lo menos nacionalmente, es Amazon, que es una librería en la que con solo entrar en su página, se pueden visualizar todas las gamas de libros, y elegir el producto que más se adecue a las necesidades del usuario.

Empresas en activo: Actualmente existe una gran cantidad de empresas del e-commerce, que se dedican sobre todo a las finanzas, al ocio, informática, subastas, libros y música.

Empresas fracasadas: En general, las principales causas de crisis y posterior fracaso son dificultades en la obtención de financiación, la mala gestión, ingresos inferiores a gastos, la fuerte competencia por parte de las empresas tradicionales, etc.

Componentes Emisor receptor medios, codigos y protocolos

Es evidente que los campos de actividad, para las telecomunicaciones, son innumerables e incluso podríamos decir, sin ningún riesgo a equivocarnos, que no existe campo en donde las tecnologías que nos ocupan no sean determinantes en la actividad. Esto representa, sin duda, mayor implantación de tecnologías. Las telecomunicaciones significan, para la empresa, comunicación, actualización y, en definitiva, progreso. La empresa se enfrenta al reto de satisfacer y agilizar las soluciones internas, dentro de la propia empresa y satisfacer y agilizar las soluciones externas, con sus clientes y proveedores, dentro de unas nuevas propuestas de comunicación y servicios. Comienzan pues a sucederse la aparición de tecnologías que propicien la solución a las necesidades, internas y externas, mencionadas. No se trata de implementar la mejor tecnología, sino la más adecuada para los intereses de la aplicación, para solucionar las necesidades 

El Emisor: Es el sujeto que envía el mensaje. Es el que prepara la información para que pueda ser enviada por el canal, tanto en calidad (adecuación a la naturaleza del canal) como en cantidad (amplificando la señal) La transmisión puede realizarse:

a) En banda base, o sea, en la banda de frecuencia propia de la señal, el ejemplo más claro es el habla.

b) Modulando, es decir, traspasando la información de su frecuencia propia a otra de rango distinto, esto nos va a permitir adecuar la señal a la naturaleza del canal y además nos posibilita el multiplexar el canal, con lo cual varios usuarios podrán usarlo a la vez.

           

El Receptor: Es la entidad a la cual el mensaje está destinado, puede ser una persona, grupo de personas, un dispositivo artificial, etc.

Lenguaje o protocolos de transmisión: Son el conjunto de códigos, símbolos y reglas que gobiernan la transmisión de la información. Por ejemplo, en la transmisión oral entre personas se puede usar el español, el inglés.

El mensaje: Es la información que tratamos de transmitir, puede ser analógica o digital. Lo importante es que llegue íntegro y con fidelidad.

El Medio: Es el elemento a través del cual se envía la información del emisor al receptor. Desgraciadamente el medio tiene obstáculos que impiden o merman la comunicación y en este curso se convendrá en que tales obstáculos son:

 ·         La interferencia: Todos aquellos fenómenos externos al medio que provocan merma en la comunicación.

·         Ruido: Todos aquellos fenómenos inherentes al medio mismo que merman la comunicación.

1.3 Señales y su clasificación Analógicas digitales, eléctricas y ópticas

La señales periódicas se repiten con un  periodo, mientras las señales periódicas o no
Periódicas  no  se  repiten  (figura  3).  Podemos  definir  una  función  periódica mediante  lasiguiente  expresión  matemática,  donde  t  puede  ser  cualquier  número  y    es  unaConstante positiva: El periodo fundamental de esta función  f ( t), es el valor más pequeño de    que permitaLa validación de la ecuación anterior. 

 Una  señal  determinística    es  una  señal  en  la  cual  cada  valor  está  fijo  y  puede  ser
determinado  por  una  expresión  matemática, regla,  o  tabla.  Los  valores  futuros  de  esta
señal  pueden  ser  calculados  usando  sus  valores  anteriores  teniendo  una  confianza
completa  en  los  resultados.  Una  señal  aleatoria,  tiene  mucha  fluctuación  respecto  a  su
comportamiento.  Los  valores  futuros  de  una  señal  aleatoria  no  se  pueden  predecir  con
exactitud,  solo  se  pueden  basar  en  los  promedios    de  conjuntos  de  señales  con
características similares.

 

 na  señal  analógica  es  un  tipo  de  señal  generada  por  algún  tipo  de  fenómeno
electromagnético y que es representable por una función matemática continua en la que
es variable su amplitud y periodo (representando un dato de información) en función del
tiempo.
En  la  naturaleza,  el  conjunto  de  señales  que  percibimos  son  analógicas,  así  la  luz,  el
sonido,  la  energía  etc,  son  señales  que  tienen  una  variación  continua.  Incluso  la
descomposición  de  la  luz  en  el  arco  iris  vemos  como  se  realiza  de  una  forma  suave  y
continúa. 

 Una

La  señal  digital  es  un  tipo  de  señal  generada  por  algún  tipo  de  fenómeno
electromagnético  en  que  cada  signo  que  codifica  el  contenido  de  la  misma  puede  ser
analizado en término de algunas magnitudes que representan valores discretos, en lugar
de  valores  dentro  de  un cierto  rango.  Por  ejemplo,  el  interruptor  de  la  luz  sólo  puede
tomar dos valores o estados: abierto o cerrado, o la misma lámpara: encendida o apagada.

Una  señal  eléctrica  es  un  tipo  de  señal  generada por  algún  fenómeno  electromagnético.
Estas señales pueden ser analógicas, si varían de forma continua en el tiempo, o digitales
si varían de forma discreta (con valores dados como 0 y 1).
Entenderemos  por  señal  eléctrica  a  una  magnitud  eléctrica  cuyo  valoro  intensidad
depende  del  tiempo.

un  sistema  óptico  de  comunicación consiste  de  un  transmisor  que  codifica  el  mensaje
dentro de una señal óptica, un canal, que transporta la señal a su destino, y un receptor,
que reproduce el mensaje desde la señal óptica recibida.
Hay  muchas  formas  de  comunicaciones  ópticas  no  tecnológicas,  incluyendo  el  lenguaje
corporal  y  el  lenguaje  de  señas.  Técnicas  como  el  telégrafo  óptico,  las  banderas  de
señales, señales de humo y hogueras fueron las primeras formas de comunicación óptica
tecnológicas.  

1.4 Análisis matemático de señales Análisis de Fourier

Los fenómenos periódicos han fascinado por mucho tiempo a la humanidad. Nuestros ancestros conocían las recurrencias de las fases de la Luna y de ciertos planetas, las mareas de los lagos y los océanos y los ciclos del agua. El cálculo y la ley de la gravitación de Isaac Newton permitieron explicar la prioridad de las mareas, pero Joseph Fourier y sus sucesores quienes desarrollaron el análisis de Fourier que ha tenido aplicaciones más profundas en el estudio de los fenómenos naturales y en el análisis de señales y datos.

Una Serie de Fourier es la representación de una función como una serie de constantes multiplicadas por funciones seno y/o coseno de diferentes frecuencias.

Una serie de Fourier nos sirve para poder representar cualquier señal sumando únicamente senos y cosenos que deben de tener una frecuencia múltiplo de la primera. Fourier no pudo representar matemáticamente.

FORMULA

Aplicaciones

§ Generación de formas de onda de corriente o tensión eléctrica por medio de la superposición de senoides generados por osciladores electrónicos de amplitud variable cuyas frecuencias ya están determinadas.

§ Análisis en el comportamiento armónico de una señal.

§ Reforzamiento de señales.

§ Estudio de la respuesta en el tiempo de una variable circuital eléctrica donde la señal de entrada no es senoidal o cosenoidal, mediante el uso de transformadas de Laplace y/o solución en régimen permanente senoidal en el dominio de la frecuencia.

§ La resolución de algunas ecuaciones diferenciales en derivadas parciales admiten soluciones particulares en forma de series de Fourier fácilmente computables, y que obtener soluciones prácticas, en la teoría de la transmisión del calor, la teoría de placas, etc.