Dificultades en las transmisiones ( a Com1 en 2025)

1. Atenuación

La mayoría de las imágenes publicadas en la presentación pertenecen a:

Stallings, William.Data and computer communications/William Stallings.—Tenth edition

ATENUACIÓN
En cualquier medio de transmisión la energía de la señal decae con la distancia. En medios guiados, esta reducción de la energía es por lo general exponencial y, por tanto, se expresa generalmente como un número constante en decibelios por unidad de longitud. En medios no guiados, la atenuación es una función más compleja de la distancia y es dependiente, a su vez, de las condiciones atmosféricas. Se pueden establecer tres consideraciones respecto a la atenuación.

• Primera, la señal recibida debe tener suficiente energía para que la circuitería electrónica en el receptor pueda detectar la señal adecuadamente.
• Segunda, para ser recibida sin error, la señal debe conservar un nivel suficientemente mayor que el ruido.
• Tercera, la atenuación es habitualmente una función creciente de la frecuencia.

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 está distorsionada, reduciendo
así la inteligibilidad. Para soslayar este problema, existen técnicas para ecualizar la atenuación en
una banda de frecuencias dada

2. Distorsión por Retardo

Distorsión por Retardo

La distorsión de retardo es un fenómeno debido a que la velocidad de propagación de una señal a través de un medio guiado varía con la frecuencia. Para una señal limitada en banda, la velocidad tiende a ser mayor cerca de 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 de fase entre las diferentes frecuencias.
Este efecto se llama distorsión de retardo, ya que la señal recibida está distorsionada debido al retardo variable que sufren sus componentes. La distorsión de retardo es particularmente crítica en la transmisión de datos digitales.

Nota: 

La distorsión por retardo en medios no guiados, como generalmente se describe en la literatura sobre comunicaciones inalámbricas, está principalmente relacionada con los efectos de multitrayectoria. Es decir, múltiples versiones de la misma señal que llegan al receptor a través de diferentes caminos, cada una con un tiempo de retardo distinto debido a las reflexiones, difracciones o refracciones. Ver Interferencia Intersimbolo.

En este contexto, para medios no guiados, la variación en la velocidad de propagación de diferentes componentes frecuenciales (armónicos) no suele ser la principal causa de la distorsión por retardo, a diferencia de lo que sucede en medios guiados como las fibras ópticas o cables coaxiales, donde la dispersión cromática (para fibras ópticas) o la variación de velocidad entre los diferentes modos de propagación (en guías de onda) puede causar una distorsión por retardo.

En el aire y otros medios no guiados, la velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas es prácticamente constante y está determinada por las propiedades del medio. Esto significa que las diferentes partes de una señal viajan a la misma velocidad, lo que minimiza los efectos de la distorsión por retardo.

3. Ruido

RUIDO
Para cualquier dato transmitido, la señal recibida consistirá en la señal transmitida modificada por las distorsiones introducidas en la transmisión, además de señales no deseadas que se insertarán en algún punto entre el emisor y el receptor. A estas últimas señales no deseadas se les denomina ruido. El ruido es el factor de mayor importancia de entre los que limitan las prestaciones de un sistema de comunicación.

La señal de ruido se puede clasificar en cuatro categorías:

• Ruido térmico.
• Ruido de intermodulación.
• Diafonía.
• Ruido impulsivo.

3.1. Térmico

Ruido Térmico

El ruido térmico se debe a la agitación térmica de los electrones. Está presente en todos los dispositivos electrónicos y medios de transmisión; como su nombre indica, es función de la temperatura.
El ruido térmico está uniformemente distribuido en el espectro de frecuencias usado en los sistemas de comunicación, es por esto por lo que a veces se denomina ruido blanco. El ruido térmico no se puede eliminar y, por tanto, impone un límite superior en las prestaciones de los sistemas de comunicación. Es especialmente dañino en las comunicaciones satelitales ya que, en estos sistemas, la señal recibida por las estaciones terrestres es muy débil.

En cualquier dispositivo o conductor, la cantidad de ruido térmico presente en un ancho de banda de 1 Hz es :

N₀ densidad de potencia del ruido, en vatios por 1 Hz de ancho de banda.
k  constante de Boltzmann 1,38 x 10^-23 J/K.
T  temperatura absoluta, en grados Kelvin.

Se supone que el ruido es independiente de la frecuencia. Así pues, el ruido térmico presente en un ancho de banda de B hercios se puede expresar como

3.2. Intermodulación

Intermodulación

Cuando señales de distintas frecuencias comparten el mismo medio de transmisión puede producirse ruido de intermodulación. El efecto del ruido de intermodulación es la aparición de señales a frecuencias que sean suma o diferencia de las dos frecuencias originales o múltiplos de éstas.
Por ejemplo, la mezcla de las señales de frecuencias f 1 y f 2 puede producir energía a frecuencia f1 + f2 . 

El ruido de intermodulación se produce cuando hay alguna no linealidad en el transmisor, en el receptor o en el sistema de transmisión. Idealmente, estos sistemas se comportan como sistemas lineales; es decir, la salida es igual a la entrada multiplicada por una constante. Sin embargo, en cualquier sistema real, la salida es una función más compleja de la entrada. El comportamiento no lineal puede aparecer debido al funcionamiento incorrecto de los sistemas o por sobrecargas producidas al utilizar señales con mucha energía. Bajo estas circunstancias es cuando aparecen los términos suma o diferencia no deseados.

3.3. Diafonía

Diafonía

La diafonía la ha podido experimentar todo aquel que al usar un teléfono haya oído otra con-
versación; se trata, en realidad, de un acoplamiento no deseado entre las líneas que transportan las señales. Esto puede ocurrir por el acoplamiento eléctrico entre cables de pares cercanos o, en raras ocasiones, en líneas de cable coaxial que transporten varias señales.

El NEXT (Near-End Crosstalk) en un conector RJ45 es un tema relacionado con la diafonía, ya que la potencia del par Tx es superior a la del par Rx y esto podría ocasionar un acoplamiento.

La diafonía también puede aparecer cuando las señales no deseadas se captan en las antenas de microondas; aunque éstas se caracterizan por ser altamente direccionales, la energía de las microondas se dispersa durante la transmisión. Generalmente, la diafonía es del mismo orden de magnitud (o inferior) que el ruido térmico.

3.4. Ruido impulsivo

Ruido impulsivo

Generalmente, el ruido impulsivo no tiene mucha transcendencia para los datos analógicos.

Por ejemplo, la transmisión de voz se puede perturbar mediante chasquidos o crujidos cortos, sin que ello implique pérdida significativa de inteligibilidad.

Sin embargo, el ruido impulsivo es una de las fuentes principales de error en la comunicación digital de datos.

Por ejemplo, un pico de energía con duración de 0,01 s no inutilizaría datos de voz, pero podría corromper aproximadamente 560 bits si se transmitieran a 56 kbps

 Figura 1