Los circuitos electrónicos se
pueden dividir en dos amplias categorías: digitales y analógicos. Explicaremos
cuales son las características de cada señal.
Señales Analogicas
La señal analógica es aquella que presenta una
variación continua con el tiempo, es decir, que a una variación suficientemente
significativa del tiempo le corresponderá una variación igualmente
significativa del valor de la señal (la señal es continua).
Toda señal variable en el tiempo, por complicada que ésta sea, se representa en el ámbito de sus valores (espectro) de frecuencia. De este modo, cualquier señal es susceptible de ser representada descompuesta en su frecuencia fundamental y sus armónicos. El proceso matemático que permite esta descomposición se denomina análisis de Fourier.
Toda señal variable en el tiempo, por complicada que ésta sea, se representa en el ámbito de sus valores (espectro) de frecuencia. De este modo, cualquier señal es susceptible de ser representada descompuesta en su frecuencia fundamental y sus armónicos. El proceso matemático que permite esta descomposición se denomina análisis de Fourier.
Una 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. Algunas magnitudes físicas comúnmente portadoras de una señal de
este tipo son eléctricas como la intensidad, la tensión y la potencia, pero
también pueden ser hidráulicas como la presión, térmicas como la temperatura,
mecánicas.
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 onda sinusoidal es una señal
analógica de una sola frecuencia.
Los voltajes de la voz y
del video son
señales analógicas que varían de acuerdo con el sonido o variaciones de la luz que corresponden a la información
que se está transmitiendo.
Un ejemplo de señal analógica es la generada
por un usuario en el micrófono de su teléfono y que después de sucesivos
procesos, es recibida por otro abonado en el altavoz del suyo. Es preciso
indicar que la señal analógica, es un sistema de comunicaciones de las mismas
características, mantiene dicho carácter y deberá ser reflejo de la generada
por el usuario. Esta necesaria circunstancia obliga a la utilización de canales
lineales, es decir canales de comunicación que no introduzcan deformación en la
señal
original.
Las señales analógicas predominan en nuestro
entorno (variaciones de temperatura, presión, velocidad, distancia, sonido
etc.) y son transformadas en señales eléctricas, mediante el adecuado
transductor, para su tratamiento electrónico.
La utilización de señales analógicas en comunicaciones todavía se mantiene en la transmisión de radio y televisión tanto privada como comercial. Los parámetros que definen un canal de comunicaciones analógicas son el ancho de banda (diferencia entre la máxima y la mínima frecuencia a transmitir) y su potencia media y de cresta.
La utilización de señales analógicas en comunicaciones todavía se mantiene en la transmisión de radio y televisión tanto privada como comercial. Los parámetros que definen un canal de comunicaciones analógicas son el ancho de banda (diferencia entre la máxima y la mínima frecuencia a transmitir) y su potencia media y de cresta.
Señales Digitales
Una señal digital es aquella que presenta una
variación discontinua con el tiempo y que sólo puede tomar ciertos valores
discretos. Su forma característica es ampliamente conocida: la señal básica es
una onda cuadrada (pulsos) y las representaciones se realizan en el dominio del
tiempo.
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 (véase circuito de conmutación). Esto no significa que la señal
físicamente sea discreta ya que los campos electromagnéticos suelen ser
continuos, sino que en general existe una forma de discretizarla unívocamente.
Los sistemas digitales, como por ejemplo el ordenador, usan la
lógica de dos estados representados por dos niveles de tensión eléctrica, uno alto, H y otro bajo, L (de High y Low, respectivamente, en inglés). Por
abstracción, dichos estados se sustituyen por ceros y unos, lo que facilita la
aplicación de la lógica y
la aritmética binaria. Si el nivel alto se representa por 1
y el bajo por 0, se habla de lógica positiva y en caso contrario de lógica
negativa.
Cabe mencionar que, además de los niveles, en
una señal digital están las transiciones de alto a bajo y de bajo a alto,
denominadas flanco de bajada y de subida, respectivamente. En la
figura se muestra una señal digital donde se identifican los niveles y los
flancos.
Sus parámetros son:
· Altura de pulso (nivel eléctrico)
· Duración (ancho de pulso)
· Frecuencia de repetición (velocidad
pulsos por segundo)
Las señales digitales no se producen en el
mundo físico como tales, sino que son creadas por el hombre y tiene una técnica
particular de tratamiento, y como dijimos anteriormente, la señal básica es una
onda cuadrada, cuya representación se realiza necesariamente en el dominio del
tiempo.
La utilización de señales digitales para transmitir información se puede
realizar de varios modos: el primero, en función del número de estados
distintos que pueda tener. Si son dos los estados posibles, se dice que son
binarias, si son tres, ternarias, si son cuatro, cuaternarias y así
sucesivamente. Los modos se representan por grupos de unos y de ceros, siendo,
por tanto, lo que se denomina el contenido lógico de información de la señal.
La segunda posibilidad es en cuanto a su naturaleza eléctrica. Una señal binaria se puede representar como la variación de una amplitud (nivel eléctrico) respecto al tiempo (ancho del pulso).
Resumiendo, las señales digitales sólo pueden adquirir un número finito de estados diferentes, se clasifican según el número de estados (binarias, ternarias, etc.)y según su naturaleza eléctrica(unipolares y bipolares).
La segunda posibilidad es en cuanto a su naturaleza eléctrica. Una señal binaria se puede representar como la variación de una amplitud (nivel eléctrico) respecto al tiempo (ancho del pulso).
Resumiendo, las señales digitales sólo pueden adquirir un número finito de estados diferentes, se clasifican según el número de estados (binarias, ternarias, etc.)y según su naturaleza eléctrica(unipolares y bipolares).
Transmisión síncrona
La transmisión
síncrona es una técnica que consiste en el envío de una trama de datos
(conjunto de caracteres) que configura un bloque de información comenzando con
un conjunto de bits de sincronismo (SYN) y terminando
con otro conjunto de bits de final de bloque (ETB). En este caso, los bits de
sincronismo tienen la función de sincronizar los relojes existentes tanto en el
emisor como en el receptor, de tal forma que estos controlan la duración de
cada bit y carácter.
Dicha transmisión se realiza con un
ritmo que se genera centralizadamente en la red y es el mismo para el emisor
como para el receptor. La información se transmite entre dos grupos,
denominados delimitadores (8 bits).
Características
Los bloques a ser transmitidos tienen un
tamaño que oscila entre 128 y 1,024 bytes. La señal de sincronismo en el
extremo fuente, puede ser generada por el equipo terminal de datos o por el
módem. Cuando se transmiten bloques de 1,024 bytes y se usan no más de 10 bytes
de cabecera y terminación, el rendimiento de transmisión supera el 99 por 100.
Ventajas
- Posee un alto rendimiento en la
transmisión
- Son aptos para transmisiones de
altas velocidades (iguales o mayores a 1,200 baudios de velocidad de
modulación)
- El flujo de datos es más regular.
También llamada Transmisión Sincrónica. A todo el conjunto de bits y de datos se le denomina TRAMA.
Desventaja
- Los equipamientos son de tecnología
más completa y de costos más altos
Transmisión asíncrona
La transmisión asíncrona tiene lugar cuando el proceso de sincronización entre
emisor y receptor se realiza en cada palabra de código transmitido. Esta
sincronización se lleva a cabo a través de unos bits especiales que definen el
entorno de cada código.
También se dice que se establece una
relación asíncrona cuando no hay ninguna relación temporal entre la estación
que transmite y la que recibe. Es decir, el ritmo de presentación de la
información al destino no tiene por qué coincidir con el ritmo de presentación
de la información por la fuente. En estas situaciones tampoco se necesita
garantizar un ancho de banda determinado, suministrando solamente el que esté
en ese momento disponible. Es un tipo de relación típica para la transmisión de
datos.
En este tipo de red el receptor no sabe
con precisión cuando recibirá un mensaje. Cada carácter a ser transmitido es
delimitado por un bit de información denominado de cabecera o de arranque, y
uno o dos bits denominados de terminación o de parada.
- El bit de arranque tiene dos
funciones de sincronización de reloj del transmisor y del receptor.
- El bit o bits de parada, se usan
para separar un carácter del siguiente.
Después de la transmisión de los bits de
información se suele agregar un bit de paridad (par o impar). Dicho Bit sirve
para comprobar que los datos se transfieran sin interrupción. El receptor
revisa la paridad de cada unidad de entrada de datos.
Partiendo desde la línea de transmisión
en reposo, cuando tiene el nivel lógico 1, el emisor informa al receptor de que
va a llegar un carácter, para ello antepone un bit de arranque (Start) con el valor lógico 0. Una vez
que el bit Start llega
al receptor este disparará un reloj interno y se quedará esperando por los
sucesivos bits que contendrá la información del carácter transmitido por el
emisor.
Una vez que el receptor recibe todos los
bits de información se añadirá al menos un bit de parada (Stop) de nivel lógico 1, que
repondrán en su estado inicial a la línea de datos, dejándola así preparada
para la siguiente transmisión del siguiente carácter. Es usada en velocidades
de modulación de hasta 1,200 baudios. El rendimiento se basa en el uso de un
bit de arranque y dos de parada, en una señal que use código de 7 bits más uno
de paridad (8 bits sobre 11 transmitidos) es del 72 por 100.
Ventajas y
desventajas del modo asíncrono:
- En caso de errores se pierde
siempre una cantidad pequeña de caracteres, pues éstos se sincronizan y se
transmiten de uno en uno.
- Bajo rendimiento de transmisión,
dada la proporción de bits útiles y de bits de sincronismo, que hay que
transmitir por cada carácter.
- Es un procedimiento que permite el
uso de equipamiento más económico y de tecnología menos sofisticada.
- Se adecua más fácilmente en
aplicaciones, donde el flujo transmitido es más irregular.
- Son especialmente aptos, cuando no
se necesitan lograr altas velocidades.
