trabajo

1. Área de Educación Tecnológica
Sistemas de Telecomunicaciones I
Introducción
Las personas, siempre necesitaron comunicarse. Para transmitir
mensajes a grandes distancias (entre dos aldeas, entre un barco y
la costa, por ejemplo) fueron creando técnicas que dieron origen a
los primeros sistemas de telecomunicaciones. Aparecen, así,
las señales de humo, los destellos con espejos, el
posicionamiento de banderas, el golpeteo de troncos, etc.
Con el pasar del tiempo las comunicaciones a distancias
comenzaron a tomar gran importancia, y a mediados de 1837
aparece el telégrafo, con el código Morse, que permitió
comunicaciones a distancias considerables.
Años más tarde (1887) aparece el teléfono permitiendo la
comunicación de voz a distancia. Luego aparecen las
comunicaciones por radio y la transmisión de imágenes a través
de la televisión.
En la década de los setenta se incorporan a las computadoras en las comunicaciones a distancia,
y una década más tarde aparecen las redes digitales permitiendo el manejo de texto, datos,
imagen, y voz.
Los mensajes pueden viajar a través de soportes materiales, como cartas o diarios, o utilizando
como soporte la energía, como en el caso del teléfono o la radio. Los sistemas de
comunicaciones que se denominan normalmente “telecomunicaciones” utilizan la energía como
soporte y se caracterizan, en general, por su gran alcance y velocidad. Tienen un importantísimo
impacto en la sociedad y son a los que nos referiremos en esta publicación.
El telégrafo eléctrico
Los primeros sistemas que utilizaron señales eléctricas como medio para transmitir información
fueron los telégrafos. Samuel F. B. Morse, en 1837, diseñó un telégrafo eléctrico para transmitir
textos, letra por letra, carácter por
carácter, mediante impulsos eléctricos que
viajaban por un cable. El dispositivo de
Morse, que emitió el primer telegrama
público en 1844, tenía forma de
conmutador eléctrico. Mediante la presión
sobre un pulsador, se permitía el paso de
la corriente eléctrica durante un lapso
determinado y a continuación se la
anulaba. El receptor de Morse disponía de
un puntero que dibujaba trazos en una
cinta de papel que giraba sobre un cilindro.
Los trazos tenían una longitud
dependiente de la duración de la corriente eléctrica que circulaba por los cables, y presentaban el
aspecto de puntos (trazos cortos) y rayas (trazos largos). Morse descubrió que las señales sólo
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podían transmitirse correctamente a unos 32 km. Más allá, las señales se hacían demasiado
débiles como para poder registrarlas.
Morse desarrolló un código mediante el cual se simbolizaban las letras del alfabeto, y algunos
signos de puntuación, mediante puntos y rayas. Para hacerlo mas eficiente estudió con que
proporción se utiliza cada letra en los textos (en inglés) y asignó los símbolos mas cortos a las
letras mas usadas y los símbolos mas largos a las letras menos usadas.
A ·- K -·- U ··- 0 ----- , --··--
B -··· L ·-·· V ···- 1 ·---- : ---···
C -·-· M -- W ·-- 2 ··--- ? ··--··
D -·· N -· X -··- 3 ···-- ' ·----·
E · O --- Y -·-- 4 ····- - -····-
F ··-· P ·--· Z --·· 5 ····· / -··-·
G --· Q --·- 6 -···· ( -·--·-
H ···· R ·-· 7 --··· " ·-··-·
I ·· S ··· 8 ---·· stop ·-·-·-
J ·--- T - 9 ----·
El código Morse: El código incluía también la posibilidad de enviar signos de puntuación y otros
símbolos utilizados en los textos. En el idioma inglés la letra S es más frecuente que la A (la
cual es más frecuente en el idioma español).
Los primeros diseños de Morse incluían un complejo mecanismo transmisor donde los mensajes
se “escribían” en unas tabletas, de manera similar a la imprenta, pero en lugar de los tipos de
letras se colocaban patrones de puntos y rayas; se hacía pasar la tableta por debajo de un
interruptor y este se abría y cerraba siguiendo el patrón de la tableta.
El receptor: En los primeros diseños en el extremo receptor, se ubicaba un dispositivo impresor
que traducía las señales transmitidas, en puntos y rayas marcados sobre una cinta de papel.
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Algunos años después de que Morse hubiera desarrollado su equipo receptor, los operadores
telegráficos descubrieron que resultaba posible diferenciar entre los puntos y las rayas por el
simple sonido, o por luces. Así, cayó en desuso el primer aparato de Morse, ya que se lograba
aumentar la velocidad reemplazando los receptores impresores por operadores entrenados para
decodificar directamente el mensaje a partir de señales sonoras. Se desarrollaron entonces
zumbadores, que generaban un sonido al vibrar una lámina metálica cuando se hacía circular
corriente por el circuito. También se reemplazó el sistema de tabletas por un simple pulsador.
El circuito telegráfico básico: Al presionar el pulsador se establece un circuito cerrado a través
del cual circula corriente. Esta corriente hace vibrar una lámina metálica movida por un
electroimán. La corriente retorna utilizando del suelo como conductor, circulando entre los dos
electrodos de puesta a tierra.
El sistema telegráfico de la figura anterior puede ser representado esquemáticamente mediante el
siguiente circuito:
Modelo de circuito telegráfico
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Códigos y protocolos
Analizando el Código Morse es posible reconocer que, a cada letra o carácter a transmistir, se le
asocia un determinado símbolo. Se denomina código al conjunto de asignaciones o
correspondencias entre mensajes y símbolos.
Cuando una persona recibe una sucesión de símbolos no está en condiciones de conocer la
información que estos representan hasta que no se pone en contacto con el código
correspondiente.
En todo sistema de comunicaciones, tanto el transmisor como el receptor deben utilizar el mismo
código. Además, deben establecerse ciertas reglas bajo las cuales los datos se transmiten de un
punto a otro, de manera tal que el emisor pueda enviar los datos al receptor y este los pueda
registrar e interpretar correctamente.
Se denomina protocolo al conjunto de reglas diseñadas para asegurar una efectiva
comunicación. Algunas de estas reglas hacen referencia a la duración de los pulsos, de los
espacios entre pulsos y entre mensajes, o a los niveles de señal asignados al pulso y al espacio.
En el siguiente diagrama de tiempos se representa un posible mensaje transmitido en Código
Morse:
Analizando el diagrama es posible reconocer las siguientes reglas de operación:
• la raya debe durar aproximadamente tres veces más que el punto
• la separación entre puntos o rayas, correspondientes a un mismo carácter, debe ser
menor que la separación entre caracteres.
• la separación entre palabras debe ser mayor que la separación entre caracteres.
En algunos casos las reglas se expresan como un procedimiento completo, explicitando la
secuencia de acciones coordinadas que deben ejecutar transmisor y receptor:
• ¿Cómo saber cuando comienza una transmisión?
• ¿Cuándo termina?
• ¿En que orden se envían los datos?
• ¿Cuánto esperar antes de desconectarse si nadie está transmitiendo?
• ¿Quién transmite primero? ¿Cuándo puede transmitir el otro?
Al igual que con el código, tanto el transmisor como el receptor deben utilizar el mismo protocolo.
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Estructura de los sistemas de comunicaciones
Los diferentes sistemas de comunicaciones parecen ser bastante diferentes. Sin embargo, en
todos ellos, es posible identificar elementos que, agrupados, dan lugar a algunas de las siguientes
funciones:
Diagrama de bloques básico de un sistema de transmisión de información
 Emisor o Transmisor: Es el conjunto de elementos que reciben la información a
transmitir y la convierten en señales.
 Receptor: Es el conjunto de elementos que reciben las señales y las convierten en
información para el destinatario.
 Canal: A través de él, viajan las señales.
En muchos caso, al representar la estructura del sistema, no se incluye el bloque correspondiente
al canal; quedando la presencia de este implícita en la flecha que representa el flujo de
información. La estructura quedaría entonces representada por el siguiente diagrama1
:
Para representar al canal suele utilizarse sólo una flecha que representa la
información que viaja por él.
1
Si bien los sistemas de comunicaciones poseen fuentes de energía, normalmente en los diagramas se
representan sólo los flujos de información, para simplificar y hacer más claras las representaciones.
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El “ruido” en la comunicación.
En muchos casos, en el canal de transmisión, se introducen señales no deseadas, conocidas con
el nombre de ruido. El ruido se “mezcla” con el mensaje produciendo lo que se conoce como
interferencia. Las interferencias afectan las señales, produciendo distorsiones. Algunos ruidos,
como el que produce el sistema de encendido de los automóviles, son evitables. Otros, pueden
reducirse. El siguiente diagrama de bloques, incluye el efecto del ruido sobre los sistemas de
comunicaciones.
Las distorsiones pueden producirse, también, por problemas en el transmisor o en el receptor. Los
sistemas de mejor calidad provocan distorsiones menores, muchas veces haciéndolas
despreciables, aunque nunca nulas. Una de las grandes ventajas de los sistemas digitales es
que, a pesar de que la señales lleguen distorsionadas, no se altera el mensaje recibido. De todos
modo, si la distorsión o el ruido tienen niveles demasiado elevados, el mensaje no puede ser
interpretado en absoluto.
Comunicación serie y paralelo
La elección entre comunicación serie o comunicación paralelo determina como será físicamente
la estructura del canal. Además, condiciona los procedimientos utilizados para transmitir las
señales y fija dos factores claves que definen la aplicabilidad de una solución técnica: la
velocidad de transmisión y el costo del cableado necesario para vincular emisor y receptor.
Diagrama en bloques de un sistema de comunicación serie
Diagrama en bloques de un sistema de comunicación paralelo
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Comunicación unidireccional y bidireccional
Sistemas Simplex: Se trata de sistemas que transmiten en un sólo sentido, sin
posibilidad de hacerlo en el otro. Son sistemas unidireccionales.
Sistemas Duplex: Son los sistemas donde la comunicación fluye en ambos sentidos, es
decir son sistemas bidireccionales.
Sistemas semiduplex (o half-duplex): Sistemas que transmiten en dos sentidos,
pero no simultáneamente. Una de las estaciones puede ser transmisora mientras la
otra es receptora, para luego cambiar los roles
Sistemas fullduplex: Sistemas que transmiten en dos sentidos, simultáneamente.
Una estación puede, en el mismo tiempo, transmitir y recibir información. Esta
operación se obtiene sobre la base de un canal que se usa compartido
simultáneamente por ambas estaciones (canal bidireccional) o mediante dos
canales independientes unidirecionales.
Full duplex de canal compartido
Full duplex de canales independientes
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Sistemas punto a punto y multipunto
Sistemas punto a punto: son sistemas donde la comunicación se realiza entre dos puntos,
pudiendo ser un emisor y un receptor, en el caso de la comunicación simplex o dos
emisores/receptores en la comunicación duplex. Los sistemas punto a punto pueden ser fijos o
conmutados: en los sistemas conmutados la conexión no se establece hasta que no se lo
desee (es el caso del sistema telefónico, en el cual todos los teléfonos están conectados a una
central y cuando se establece una comunicación se realiza una conexión entre los dos
teléfonos como si estuvieran conectados uno directamente con el otro).
Sistemas Multipunto: En los sistemas multipunto la comunicación se establece entre varios
emisores y/o receptores simultáneamente como en el caso de una teleconferencia o el chat a
través de internet.
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