Fundamentos de Comunicación: Ondas, Señales y Transmisión

Elementos Fundamentales de la Comunicación

Los componentes esenciales en cualquier proceso de comunicación son:

• Emisor: Quien origina y envía el mensaje.
• Receptor: Quien recibe e interpreta el mensaje.
• Señal: Signo o símbolo que contiene la información enviada por el emisor. El mensaje se transmite mediante la señal. Suelen ser ondas acústicas o electromagnéticas, según el medio empleado.
• Canal: Medio físico que soporta la transmisión de la información.
• Código: Conjunto de reglas y signos que permiten al emisor elaborar el mensaje y al receptor interpretarlo.

Tipos de Canales de Transmisión

El canal o soporte físico puede ser:

• Alámbrico: Utiliza algún tipo de cable, como el par trenzado, el cable coaxial o la fibra óptica.
• Inalámbrico: Utiliza el espacio o la atmósfera como medio, a través del cual se transmiten ondas electromagnéticas o sonoras.

Propiedades de las Ondas

Las características principales de una onda son:

• Longitud de onda: Espacio recorrido por la onda durante una oscilación completa.
• Periodo: Tiempo que transcurre entre dos pasos consecutivos de la onda por su valor máximo (o cualquier punto equivalente del ciclo).
• Frecuencia: Número de oscilaciones completas que se producen por unidad de tiempo (generalmente, por segundo, medido en Hercios - Hz). Cuanto mayor es la frecuencia, menores son el periodo y la longitud de onda.
• Amplitud: Variación máxima de la magnitud medida (presión, campo eléctrico, etc.) respecto a su valor de equilibrio o cero.
• Velocidad de propagación: Espacio recorrido por la onda en un determinado intervalo de tiempo. Depende del tipo de onda y del medio por el que se propaga.

Tecnologías de Transmisión

Repetidores

Se utilizan principalmente en la transmisión inalámbrica, donde se propagan ondas de radio. Los repetidores amplifican o regeneran la señal para extender el alcance de la transmisión, permitiendo que las ondas se difundan superando obstáculos y atenuación, y resultando menos afectadas por las condiciones atmosféricas adversas.

Satélites de Telecomunicación

Son esenciales para la transmisión inalámbrica de muy largo alcance, como las comunicaciones intercontinentales o la difusión de televisión y radio a grandes áreas geográficas.

Radio y Telefonía

Estos sistemas a menudo utilizan componentes similares para la conversión entre ondas sonoras y señales eléctricas o electromagnéticas (por ejemplo, micrófonos para convertir sonido en señal eléctrica y altavoces o auriculares para el proceso inverso).

Espectro Visible

El rango de luz visible para el ojo humano se sitúa aproximadamente entre los 380 y 700 nanómetros de longitud de onda.

Propiedades del Sonido

Las cualidades que distinguen un sonido de otro son:

• Intensidad: Directamente proporcional a la amplitud de la onda sonora. Una gran amplitud corresponde a un sonido fuerte. Se mide en decibelios (dB). Se clasifica como fuerte, medio o débil.
• Tono: Relacionado con la frecuencia de la onda sonora. Un sonido grave corresponde a una baja frecuencia, mientras que uno agudo corresponde a una alta frecuencia. Se clasifica como grave o agudo.
• Timbre: Cualidad que permite distinguir dos sonidos de igual intensidad y tono emitidos por fuentes diferentes. Es el resultado de la superposición de la onda fundamental con ondas secundarias (armónicos). Se describe como simple o complejo.
• Duración: Tiempo durante el cual se mantiene el sonido. Se corresponde con la persistencia de la onda sonora. Se clasifica como breve o prolongado.

Transmisión Alámbrica vs. Inalámbrica

Transmisión Alámbrica

Ventajas: Ofrece gran estabilidad y fiabilidad al utilizar un canal físico confinado y protegido de interferencias externas, permitiendo una transmisión de alta calidad y velocidad.

Desventajas: La instalación de la infraestructura física (cableado) puede ser costosa y compleja, dificultando su despliegue y la movilidad de los dispositivos conectados.

Transmisión Inalámbrica

Ventajas: Destaca por su capacidad de propagación, facilitando la conexión de múltiples receptores sin necesidad de cables y permitiendo la movilidad.

Desventajas: Es más susceptible a la pérdida de potencia con la distancia (atenuación) y a las interferencias de otras señales u obstáculos físicos.

Conceptos Adicionales en Telecomunicaciones

Telefonía Fija

La telefonía fija tradicional utiliza principalmente transmisión alámbrica (pares de cobre, fibra óptica), lo que la hace menos propensa a las interferencias externas que afectan a las transmisiones inalámbricas.

Sintonización

Proceso mediante el cual un receptor (de radio, TV, etc.) se ajusta para seleccionar, recibir y decodificar las señales correspondientes a una frecuencia o modulación específica, ignorando otras.

Umbrales de Audición

El sonido más leve perceptible por el oído humano se sitúa alrededor de los 0 dB (umbral de audición). El umbral del dolor se encuentra aproximadamente a partir de los 120-140 dB.

Acústica y Materiales

• Materiales Absorbentes Acústicos: Materiales como el corcho, la lana de roca, espumas acústicas, etc., que absorben gran parte de la energía de las ondas sonoras que inciden sobre ellos, reduciendo la reflexión y la reverberación, y por tanto, la intensidad del sonido en un recinto.
• Protecciones Acústicas Individuales: Dispositivos como cascos o tapones diseñados para proteger el sistema auditivo de niveles de ruido elevados que podrían causar daño.

Fenómenos Ondulatorios

• Reflexión Acústica (Eco): Ocurre cuando una onda sonora choca contra una superficie dura y plana, cambiando su dirección de propagación y regresando hacia la fuente. Si el tiempo entre el sonido original y el reflejado es suficientemente largo, se percibe como eco.
• Reflexión Óptica: Fenómeno por el cual un rayo luminoso cambia de dirección al incidir sobre una superficie. Puede ser parcial (cuando parte de la luz se refracta y parte se refleja, como al pasar de aire a agua) o total (como en un espejo, donde la mayor parte de la luz es reflejada). En materiales como los metales pulidos, las ondas luminosas no son absorbidas significativamente y varían su dirección de propagación predominantemente por reflexión.

Ondas Electromagnéticas

Se caracterizan por su longitud de onda (distancia entre dos crestas o valles consecutivos) y su frecuencia (número de ciclos completos por unidad de tiempo). Estas dos propiedades son inversamente proporcionales: a mayor frecuencia, menor longitud de onda, y viceversa (relacionadas por la velocidad de la luz: c = λ * f).

Las ondas electromagnéticas de menor longitud de onda (y por tanto, mayor frecuencia) transportan más energía (E = h * f, donde h es la constante de Planck).

El Arcoíris

Es un fenómeno óptico y meteorológico causado por la refracción y reflexión de la luz solar en las gotas de agua suspendidas en la atmósfera. Cuando la luz blanca del sol atraviesa las gotas, se descompone (dispersión cromática) en sus colores constituyentes debido a que cada color (cada longitud de onda) se refracta con un ángulo ligeramente diferente. Si el ángulo de observación es el adecuado, vemos el espectro de colores ordenado: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil y violeta.

Definición de Telecomunicaciones

Conjunto de técnicas, sistemas y procesos que permiten la comunicación a distancia, utilizando diversos medios o canales, como las ondas electromagnéticas (radio, microondas, luz) o redes de cable (cobre, fibra óptica).