Comunicación y Telecomunicación

Telecomunicaciones I
Fundamentos básicos de las telecomunicaciones
Fundamentos básicos de las telecomunicaciones
Comunicación y Telecomunicación
Comunicación significa transferencia de informaciones:
hablar con alguien, leer un diario, recibir una carta de un amigo o de un banco, llamar por teléfono a un
médico o a la central de policía; todos estos ejemplos implican transmisión de un mensaje. En el caso
de que la comunicación sea entre personas o sistemas que se encuentren distantes se habla de
telecomunicación. Recordemos que “Tele” en griego antiguo significa lejano.
En el mundo moderno el desarrollo de las técnicas de telecomunicaciones brinda distintas posibilidades
para comunicarse, que se diferencian por el tipo de aparatos utilizados, las redes, la urgencia del
mensaje, el costo que se quiere tener y las ubicaciones de los lugares de origen y destino de esa
información.
La historia de las Comunicaciones Electrónicas
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La teoría sobre las comunicaciones electrónicas comenzó a mediados del siglo XIX con el físico
inglés, James Clerk Maxwell. Las investigaciones matemáticas de Maxwell indicaron que la
electricidad y la luz viajan en forma de ondas electromagnéticas, y por lo tanto, están
relacionadas una con otra. Maxwell predijo que era posible propagar ondas electromagnéticas
por el espacio libre utilizando descargas eléctricas.
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Sin embargo, la propagación de ondas fue lograda hasta 1888 cuando Heinrich Hertz, un
científico alemán, pudo radiar energía electromagnética desde una máquina que él llamaba
oscilador. Hertz desarrolló el primer transmisor de radio y, usando estos aparatos, pudo generar
radiofrecuencias entre 31 MHz y 1.25 GHz. Hertz también desarrolló la primera antena
rudimentaria, la cual aún se usa de manera modificada hoy en día.
•
En 1892, E. Branly, de Francia, desarrolló el primer detector de radio y, exactamente un año
después un experimentador ruso, A. S. Popoff, grabó ondas de radio emanadas de relámpagos.
•
El primer sistema de comunicaciones electrónicas fue desarrollado en 1837 por Samuel Morse.
Morse, usando la inducción electromagnética, pudo transmitir información en forma de puntos,
guiones y espacios por medio de un cable metálico. Le llamó a su invento el telégrafo. En 1876,
un canadiense educador y terapeuta del lenguaje llamado Alexander Graham Bell y su asistente,
Thomas A. Watson (un inventor también muy conocido), transmitieron exitosamente una
conversación humana a través de un sistema telefónico funcional usando cables metálicos como
medio de transmisión.
•
En 1894, Guglielmo Marconi, un joven científico italiano, logró las primeras comunicaciones
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electrónicas inalámbricas cuando transmitió señales de radio a tres cuartos de milla por la
atmósfera de la Tierra atravesando la propiedad de su padre. Por 1896, Marconi estaba
transmitiendo señales de radio hasta dos millas desde los barcos a tierra, y en 1899 envió el
primer mensaje inalámbrico por el Canal de la Mancha de Francia a Dover, Inglaterra.
•
En 1902, las primeras señales trasatlánticas fueron enviadas de Poldu, Inglaterra, a
Newfoundland. Lee DeForest inventó el tubo de vacío de tríodo en 1908, el cual permitió la
primera amplificación práctica de las señales electrónicas.
•
La emisión regular de la radio comenzó en 1920, cuando las estaciones de radio AM (Amplitud
Modulada) WWJ en Detroit, Michigan y, KDKA en Pittsburgh, Pennsylvania, comenzaron las
emisiones comerciales. En 1933, el mayor Edwin Howard Armstrong inventó la frecuencia
modulada (FM), y la emisión comercial de las señales FM comenzó en 1936.
•
En 1948, el transistor fue inventado en los Laboratorios de Teléfonos Bell por William
Shockley, Walter Brattain y John Bardeen. El transistor llevó al desarrollo y refinamiento del
circuito integrado en la década de 1960.
Aunque los conceptos generales de las comunicaciones electrónicas no han cambiado mucho desde su
comienzo, los métodos por los cuales estos conceptos se han implantado han sufrido cambios
dramáticos y sorprendentes recientemente. No hay realmente límites sobre las expectativas para los
sistemas de comunicaciones electrónicas del futuro.
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Modelo de un sistema de comunicaciones.
Comunicación.
La Comunicación es la transferencia de información con sentido desde un lugar (remitente, fuente,
originador, 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.
Modelo transmisor-receptor.
Supongamos la situación en la que un amigo y usted están hablando en un paradero de buses. El amigo
le está contando sobre su nuevo trabajo y usted está dándole opiniones al respecto. Su amigo piensa
aquello que le va a decir, luego, se lo dice, y usted lo escucha atentamente para luego analizar lo que su
amigo le dijo y responderle. Esto pasa con relativa naturalidad y usted no se detiene a pensar en el
cómo pueden hablar a pesar de todo ese tráfico.
Pero detengámonos un momento a analizar todos los elementos que intervinieron en este acto tan
simple como el hablar con otra persona. Primero, su amigo “pensó” lo que debía decirle, es decir,
generó la información que iba a ser enviada. Pero su amigo no es su boca, esta solo es el medio con el
que se pronuncia lo pensado. Es por eso que la mente de su amigo, la que genera la idea o la
información, es la fuente. La boca pronuncia entonces la información que la fuente generó. Sin
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embargo, debe pronunciarla de manera tal en que usted, al escucharla, pueda entenderla. Es por esto
que dicha información debe usar un código, es decir, luego de pensada, debe ser codificada en un
esquema que ambos, emisor y receptor, puedan entender. Este código, en nuestro caso, es el idioma que
ambos hablan. La boca, como pronunciadora de la información codificada en la fuente, se convierte en
el emisor de los datos a transmitir.
La información pronunciada por la fuente viaja a través del aire hasta sus oídos. El aire, el medio en
que se transmite la información codificada, es llamada canal. Vemos que ese canal no es estable ni
mucho menos. La gran cantidad de autos que los rodean generan sonido que no permite escuchar bien
la información de su amigo. Este sonido molesto de los autos es llamado ruido, y nunca ningún canal
está exento del mismo. Sus orejas y oídos, los encargados de recibir la información y convertirla en
impulsos nerviosos para su cerebro, hacen las veces de receptor. Esta información es decodificada en
su cerebro, comunicando la información a transmitir, al destino, es decir, su conciencia o la parte
racional de usted.
Este es entonces el esquema tradicional de comunicación de datos entre 2 elementos, un emisor y un
receptor, o un productor y un consumidor.
La fuente codifica información enviada por el emisor a través del canal. Esta información se combina
con ruido en el canal y llega al receptor, que la decodifica para entregarla al destino.
Es así como, mediante este modelo, se ha desarrollado toda una serie de protocolos y sistemas de
comunicación entre computadores y entre incluso organizaciones.
Datos e Información
En la vida cotidiana, los términos datos e información se utilizan indistintamente; sin embargo,tienen
significados diferentes que no se deben confundir. Los datos suelen ser números, nombres, símbolos,
frases, imágenes, sonidos, colores, olores, etc. Pero los datos por sí solos no permiten tomar ninguna
decisión; para ello es necesario procesarlos y obtener así lo que se denomina información. Para que la
información sea duradera y pueda ser utilizada posteriormente, debe ser plasmada sobre un soporte
físico, utilizando un conjunto de símbolos adecuado.
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Códigos
Cada una de las distintas formas de representar la información recibe el nombre de código. Existen
distintas formas de codificación, que abarcan desde la utilización de señales de humo hasta los
mensajes cifrados que se envían los espías. Por ejemplo, el código morse se basa únicamente en dos
símbolos, el punto y raya; con ellos se puede representar cualquier información que esté expresada en
nuestro alfabeto. Para ello se deben tener en cuenta las reglas que aparecen en el margen. Así, el
mensaje «socorro» se representaría de la siguiente manera:
...---...
Representación de la Información
Sistemas de numeración
Un sistema de numeración es el conjunto de reglas que permiten, con una cantidad finita de símbolos,
representar un número cualquiera. Lo más importante de un sistema de numeración es que un mismo
símbolo tiene distinto valor según la posición que ocupe. El sistema de numeración que se utiliza en la
vida cotidiana es el sistema arábigo o decimal, que utiliza diez símbolos o dígitos:
012 3 4 5 6 7 8 9
En este sistema, por ejemplo, el número 5238 tiene un valor que viene dado por la siguiente operación:
5 x10 ³ + 2x10 ² + 3x10¹ + 8x10º = 5000 + 200+ 30 + 8 = 5238
Para representar cómo manipulan y guardan los ordenadores la información, el sistema más adecuado
es el sistema binario, que solo utiliza dos símbolos o dígitos: 0 y 1. Estos dos símbolos se corresponden
con los estados apagado/encendido que pueden darse en el hardware del ordenador.
Paso de Decimal a una Base B
Para pasar un número del sistema decimal al otro sistema cualquiera cuya base sea b no hay masque
dividir, sucesivamente entre dicha base b , y posteriormente, tomar el último de los cocientes y todos
los restos en orden inverso a cómo han aparecido. Aquí tenemos un ejemplo:
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Si lo que deseamos es pasar un numero en una base b a decimal,utilizaremos el proceso ya descrito en
el apartado anterior ( sistemas de numeración )
Unidades de medida de información
Bit
Se define como la unidad de información y es la abreviatura de BInary digiT (dígito binario). Puede
tomar dos valores, y por tanto,puede representarse o manifestarse mediante cualquier tipo de
dispositivo de dos estados, tal como una lámpara encendida o apagada, un interruptor abierto o cerrado,
dos niveles distintos de tensión, dos niveles distintos de corriente, o los símbolos “0” y “1”.
La importancia del BIT reside en el hecho de que es posible construir dispositivos electrónicos de dos
estados (dos niveles de tensión o dos niveles de corriente), capaces de cambiar de uno a otro muy
rápidamente, en tiempos tan cortos como 5 nanosegundos (0,000000005 segundos). Estos dispositivos
pueden por tanto cambiar de estado 200 millones de veces en un segundo lo que supondría que podrían
en principio, manipular, transmitir o recibir información a la velocidad de 200 millones de bits por
segundo. La información se representa típicamente mediante series de bits. Así, “1 0 0 0 ” representan
el número “8” decimal en código binario; y la serie “1 1 0 0 0 0 0 1” representa la letra “A” en código
ASCII (Código Americano Estándar de Intercambio de Información) de 8 bits.
Byte
Un byte es un conjunto de 8 bits. Generalmente se utiliza para representar un carácter (letra, número, o
símbolo). Como es posible obtener hasta 28, es decir, 256 conjuntos de configuraciones binarias de 8
bits, se pueden representar 256 caracteres distintos. El byte es la unidad sobre la que medimos la
capacidad de almacenamiento de datos de un ordenador, ya sea en su memoria principal como en sus
dispositivos de almacenamiento externo.
Kilobyte
Un Kbyte o Kilobyte corresponde a 1.024 bytes. Generalmente representaremos los Kilobytes por la
letra “K” o las letras “KB”. Así pues es frecuente ver escrito por ejemplo que una tableta ó un celular
inteligente tiene 1.024K (o 1.024 KB) de memoria.
MegaByte
Un Megabyte son 1.024 Kbytes, o lo que es lo mismo 1.048.576 bytes. Su representación vendrá dada
por las letras “MB”. Por ejemplo al hablar de algunos viejos discos duros diremos que su capacidad es
de 40MB.
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Gigabyte
El Gigabyte equivale a 1024 Megabytes y se representa con las letras “GB”. Si vemos alguna
información de ordenadores observaremos que la capacidad de la memoria RAM se da en GB.
Terabyte
Esta es una medida que está tomando mayor trascendencia en los últimos años debido al aumento de la
capacidad de los discos y la memoria. El Terabyte equivale a 1024 Gigabytes y lo representan las letras
“TB”. Los nuevos discos duros ya vienen en Terabytes.
Así como 1Km = 1,000m, 1MB = 1024B (sí, aquí tienen que ser 1024 en vez de 1000), también:
1MB = 1024B = 8Mb = 8192b
Veamos la siguiente tabla comparativa:
NOMBRE DEL SISTEMA
INTERNACIONAL DE
MEDIDAS / NOMBRE
DEL SISTEMA IEC
POTENCIA
DE 10
POTENCIA
DE 2
CANTIDAD DE BYTES UTILIZANDO POTENCIAS
DE 2
kilobyte (kB) / kibibyte
(KiB)
103
210
1.024 bytes
megabyte (MB) / mebibyte
(MiB)
106
220
1.048.576 bytes
gigabyte (GB) / gibibyte
(GiB)
109
230
1.073.741.824 bytes
terabyte (TB) / tebibyte
(TiB)
1012
240
1.099.511.627.776 bytes
petabyte (PB) / pebibyte
(PiB)
1015
250
1.125.899.906.842.624 bytes
exabyte (EB) / exbibyte
(EiB)
1018
260
1.152.921.504.606.846.976 bytes
zettabyte (ZB) / zebibyte
(ZiB)
1021
270
1,18 x 1021 bytes
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Esta es una breve tabla de equivalencias:
8 b (bits) = 1 B (Byte)
1024 B = 1 KB (Kilo byte)
1024 KB = 1 MB (Mega byte)
1024 MB = 1 GB (Giga byte)
1024 GB = 1 TB (Tera byte)
Hasta ahora solo usamos esos, aunque a este paso llegaremos muy pronto a las siguientes unidades que
son: Peta, Exa, Zetta y por último Yotta.
En la tabla anterior pueden sustituir los Byte por Bits, pero multiplicando la cantidad por 8.
Ejemplos de capacidad de almacenamiento:
•
•
•
•
1 diskette de 3.5 (los famosos floppys que ya no se usan) = 1.44MB
1 CD = 700 MB
1 DVD = 4.4 GB ó 8.5 GB
Las USB y las tarjetas de memoria para cámaras de fotos van en potencias de 2: 16MB, 32MB,
64MB, 128MB, 256MB, 512MB, 1204 MB (1GB), 2GB, 3GB, etc.
Ejemplos de lo que ocupa un archivo:
•
•
•
1 canción en MP3 = 3.5MB (depende de la calidad de grabación y de la longitud de la canción)
1 documento de un editor de textos como OpenOffice, LibreOffice o de Office (1 hoja) = 30
KB (depende si tiene fotos, cantidad de texto, etc)
1 foto normal pequeña = 150 KB (depende de los Mega Pixeles, puede llega a varios MB)
Código ASCII
El código ASCII, acrónimo inglés de American Standard Code for Information Interchange (Código
Estadounidense Estándar para el Intercambio de Información), pronunciado generalmente [áski], es un
código de caracteres basado en el alfabeto latino tal como se usa en inglés moderno y en otras lenguas
occidentales. Fue creado en 1963 por el Comité Estadounidense de Estándares (ASA, conocido desde
1969 como el Instituto Estadounidense de Estándares Nacionales, o ANSI) como una refundición o
evolución de los conjuntos de códigos utilizados entonces en telegrafía. En este sistema, cada carácter
tiene asignado un número decimal comprendido entre 0 y 255 que, una vez convertido al lenguaje
binario, dará como resultado una expresión binaria. Esta expresión binaria equivaldrá a un byte.
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Actividades
1. Escribir los números 32 primeros en binario y base 5.
2. Calcular el valor decimal de:
a) 10011100
b) 5431 b=5
c) 25FA b=16
d) 01111111 b=2
e) 4530 b=8
3. Convierte a binario
a) 245
b) 63
4. Convertir a hexadecimal
a) 15930
b) 240
c) 2556
5. Convertir en bits:
a) 1,5 GB
b) 256 KB
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6. Convertir en MB:
a) 1567859 bits
b) 2,5 TB
c) 456000 Bytes
7. Busca y averigua cuales son las dos siguientes unidades que siguen al Terabyte.
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