1. No category

Cuando una señal atraviesa un canal de comunicaciones sufre de algunos
fenómenos que hacen variar su forma original, entre los mas importantes
están:
• Atenuación
• Distorsión por Retardo
• Ruido
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Ruido térmico
Ruido intermodular
Crosstalk
Ruido por impulsos
• Eco
• Fluctuación de Fase
• Fallas de Línea
Es la pérdida progresiva de la potencia de la señal conforme a la distancia,
el tiempo, la frecuencia y la temperatura al viajar por cualquier medio de
transmisión.
En medios guiados esta reducción de la energía es, generalmente, logarítmica,
y por lo tanto se expresa típicamente como un número constante en decibelios
por unidad de longitud.
En medos no guiados, la atenuación es un función más compleja de la distancia y dependiente a
su vez de las condiciones atmosféricas. Se pueden establecer tres condiciones respecto a la
atenuación:
•La señal recibida debe tener suficiente energía para que la circuitería electrónica en el receptor
pueda detectar e interpretar la señal adecuadamente.
•Para que la señal sea percibida sin errores se debe conservar un nivel de energía suficientemente
mayor que el ruido.
Los dos primeros problemas se resuelven controlando la energía de la señal, para lo cual se
utilizan amplificadores o repetidores.
El tercer problema es especialmente relevante para el caso de las señales
analógicas. Debido a que la atenuación varía en función de la frecuencia, la señal
recibida esta distorsionada, reduciéndose así, la inteligibilidad. Para resolver este
problema existen técnicas para ecualizar la atenuación en una banda de
frecuencias.
En las líneas telefónicas esto se realiza normalmente usando bobinas de carga que
cambian las propiedades eléctricas de la línea dando lugar a un suavizado de los
efectos de atenuación. Otra aproximación alternativa es la utilización de
amplificadores que energicen más las frecuencias altas que las bajas.
La distorsión por atenuación es un problema mucho menor para las señales
digitales, la energía de la señal digital decae rápidamente con la frecuencia, la
mayor parte de sus componentes están concentrados entorno a la frecuencia
fundamental o a la velocidad de transmisión (en bits por segundo o bps) de la
señal.
Al enviar determinada señal una parte de ella se transmita más rápido que otra parte o partes
de la misma causando efectos negativos en el envío de información. Esta distorsión es causada
por el hecho de que la velocidad de propagación de la señal varía con la frecuencia, para una
señal de banda limitada, la velocidad tiende a ser mayor en la frecuencia central y disminuye al
acercarse a los extremos de la banda. Por tanto, las distintas componentes en frecuencia de la
señal llegarán al receptor en instantes diferentes de tiempo, dando lugar a desplazamientos en
fases entre las diferentes frecuencias. El efecto es llamado distorsión por retardo, ya que la
señal recibida esta distorsionada debido al retardo variable que sufren sus componentes.
En las líneas de transmisión telefónica la distorsión de retardo se debe
principalmente a los efectos capacitivos e inductivos que tienen los
transformadores y amplificadores en las frecuencias bajas de la banda de
voz. En las frecuencias altas, la distorsión de retardo es causada por las
bobinas de carga o la capacitancia de la línea.
En el caso de la transmisión telefónica, la distorsión de retardo pasa
desapercibida debido a que el oído humano es relativamente insensible a
las variaciones de fase en función de la frecuencia. En cambio, las señales
digitales son muy vulnerables a los efectos de la distorsión de retardo. En
efecto, los dígitos binarios normalmente se generan como impulsos de
forma rectangular, los cuales para su transmisión modulan una portadora a
una velocidad determinada.
La Compensación del Retardo:
El acondicionamiento de los canales telefónicos para la transmisión de datos
se ha simplificado y perfeccionado en gran parte gracias al empleo de
probadores de retardo y compensadores variables. Asimismo, los módems
más modernos poseen ciclos de prueba tanto analógicos como digitales para
la verificación y compensación automática de la distorsión, entre ellas la
distorsión de fase.
La mayoría de los equipos de prueba suministra una tensión analógica de
salida proporcional a la frecuencia de portadora y al retardo de envolvente que
se ha detectado en el receptor. Dicha tensión se aplica a un osciloscopio o un
registrador XY a fin de obtener una indicación gráfica de las características de
retardo relativo en función de la frecuencia. Esta información es de gran utilidad
en la compensación.
Hay varias configuraciones de los equipos de prueba para medir las características
de retardo de envolvente en los canales. Estas configuraciones han sido
normalizadas por el UIT-T en sus Recomendaciones V.54 y V.56, y se muestran en
las Fig. 8.8 y 8.9.
Asimismo, los ciclos de prueba normalizados se muestran en la Fig. 8.9.
El método por lazo de retorno por línea de referencia se utiliza principalmente en
pruebas de laboratorio o en verificación de fábrica para medir las características de
los canales cuando ambos equipos terminales están disponibles en el mismo sitio.
La conexión entre dos puntos terminales con retorno de referencia generalmente es el de
mayor precisión debido a que se obtiene una mejor sincronización entre las secciones
transmisora y receptora del equipo de prueba.
En importante comprender que no se puede reducir el retardo absoluto dentro de un canal.
Los compensadores solamente corrigen el valor relativo de la distorsión de retardo en la
banda de paso, en un punto específico del canal, que por lo general se ubica en el Terminal
de recepción.
La distorsión de retardo relativo se corrige principalmente aumentando el retardo en las
secciones de la banda donde la distorsión de la señal es baja.
En esta forma los
niveles de distorsión resultante en toda la banda se ajustan al valor más elevado de
distorsión, con lo que resulta un alisamiento o aplanamiento eficaz de la respuesta en la
banda de paso.
Aunque el retardo absoluto (total) entre los extremos del canal haya aumentado ligeramente
en ciertas gamas de la banda de paso, este tipo de distorsión pasará prácticamente
desapercibido en la señal compensada.
Es toda perturbación o interferencia no deseada que se introduce en el canal
de comunicaciones y se suma a la señal útil. Existen múltiples fuentes de
ruido, unas externas (motor de un coche, de un ascensor, teléfono móvil, …)
y otras internas al propio sistema de comunicaciones (ruido térmico, …). Es
imposible predecir la magnitud de la tensión del ruido en un momento
determinado, por lo que se suele tratar de forma estadística.
CONSECUENCIAS DEL RUIDO EN EQUIPOS DE TELECOMUNICACIONES:
Señal de voz :en este el ruido es escuchado por la persona como una señal ajena
a la transmisión original como zumbidos, chasquidos, señales extrañas entre otras
que pueden hacer que el usuario no pueda llegar a tener una comunicación
deseada y a cambio de esta tenga una comunicación entrecortada y poco
entendible.
Transmisión digital: en este el ruido
puede ocasionar degeneración en los
pulsos eléctricos emitidos tal que el
receptor no pueda ni tenga manera
alguna de entenderlo y reconocerlo y
pueda o llegue a interpretándolos de
una manera errónea.
El ruido se puede clasificar en cuatro categorías:
Ruido Térmico: Es producido por la agitación térmica de electrones dentro
del medio conductor.
El ruido térmico está presente en todos los medios electrónicos utilizados
para transmitir señales, como su nombre lo indica, es función de la
temperatura y está uniformemente distribuido en el espectro de frecuencias y
por ello en ocasiones se le denomina ruido blanco.
El ruido térmico no se puede
eliminar y por esa razón
impone un límite superior en
las
prestaciones
de
los
sistemas de comunicaciones.
Ruido de Intermodulación: se
refiere a la generación indeseable
de productos cruzados que son la
suma o restas de frecuencia
distintas que comparten el mismo
medio de transmisión provocan
entre sí señales de ruido.
El ruido de intermodulación se produce cuando hay alguna falta de linealidad en
el transmisor, receptor o en el propio sistema de transmisión. Normalmente estos
sistemas se comportan de forma lineal, es decir, la salida es igual a la entrada
multiplicada por una constante.
En los sistemas no lineales la salida es una función más compleja que la entrada.
Estas componentes pueden aparecer debido al funcionamiento incorrecto de los
sistemas
o
por
el
uso
excesivo
de
energía
en
la
señal.
Crosstalk (diafonía) podemos decir que ésta
la hemos podido experimentar la mayoría de
las personas cuando hacemos uso del teléfono,
se trata en realidad de un acoplamiento no
deseado en las líneas que transportan las
señales. Esto puede ocurrir por el acoplamiento
eléctrico entre pares de cables cercanos o en
raras ocasiones en líneas de cable coaxial que
transportan varias señales.
La diafonía también puede aparecer cuando varias señales no deseadas se captan
en las antenas de microondas, aunque estas se caracterizan por ser direccionables,
la energía de las microondas se dispersa durante la transmisión. Normalmente la
diafonía es del mismo orden de magnitud o inferior que el ruido térmico.
El ruido impulsivo es no-continuo y esta
constituido por pulsos ópticos, irregulares
de corta duración y de amplitud
relativamente grande; se genera por una
gran diversidad de causas, por ejemplo,
por
perturbaciones
electromagnéticas
exteriores producidas por tormentas
atmosféricas o fallos y defectos en los
sistemas de comunicación.
Generalmente el ruido impulsivo no tiene mucha trascendencia para los datos analógicos, por
ejemplo, la transmisión de voz se puede perturbar mediante "chasquidos" o "crujidos" cortos
sin ninguna pérdida de inteligibilidad. Sin embargo, el ruido impulsivo es una de
las fuentes principales de errores en la transmisión de datos digitales ya que los bits pueden
corromperse con alguno de estos "chasquidos" o "crujidos".
TECNICAS DE PROTECCION CONTRA EL RUIDO EN LAS TELECOMUNICACIONES
Una de las técnicas de protección contra el ruido es en la parte de diseño del circuito.
En el diseño de circuito de bajo ruido debe evitarse, en los posible, las resistencias e
impedancias de muy alto valor, así como las altas temperaturas. El tratamiento del
ruido es un factor clave para el éxito comercial de cualquier producto electrónico.
El ruido es en muchos casos, el factor determinante del costo, el desempeño la
eficiencia de todo sistema. Un ejemplo representativo lo constituyen los LNA (low noise
amplifiers: Amplificadores de bajo ruido), utilizados en las etapas de entradas de
receptores satelitales, teléfonos celulares y otros tipos de sistemas de comunicaciones
inalámbricas, donde es vital obtener muy bajas frecuencias de ruido para garantizar
una recepción optima.
El eco es un fenómeno acústico producido cuando una onda se refleja y regresa
hacia su emisor. Puede referirse tanto a ondas sonoras como a electromagnéticas.
El efecto acústico producido por la reflexión del sonido una vez acabada su
primera exposición.
Se denomina fluctuación de fase a un cambio indeseado y abrupto de la propiedad de
una señal. Esto puede afectar tanto a la amplitud como a la frecuencia y la situación
de fase. Esta tenia poca significación en el aspecto práctico debido a que las redes
telefónicas estaban diseñadas para transmisión de voz, y el oído puede tolerar
fluctuaciones de fase considerables, pero el advenimiento de la transmisión digital y
las velocidades de transmisión cada vez más altas, han puesto de manifiesto la gran
importancia de la fluctuación de fase.
Las causas de la fluctuación de fase son muy variadas,
pero podemos mencionar las siguientes:
(a) Filtrado insuficiente en la fuente de alimentación.
(b) Inestabilidad en la frecuencia.
(c) Variaciones de la carga de los osciladores.
(d) Diferencias en las distintas trayectorias de la señal.
Fuertes variaciones en la fase tiene como
consecuencia la aparición de errores en la
señal digital recibida. Por ejemplo, un cambio
en la frecuencia de portadora en un enlace
dado puede producir picos de fase. Es posible
también que un ruido interferente pueda tener
una amplitud y fase tales que la variación total
de fase sea muy grande, y el extremo del
vector resultante caiga dentro de otra región.
Esto se puede apreciar en la Fig. en el caso
de un Módem V.27: se transmitió la secuencia
0 0 0 pero debido al ruido se recibió la
secuencia 0 1 0.