Sistemas de comunicación

Comunicación audiovisual. Sistemas de Comunicación. Proceso Comunicativo

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El proceso de comunicación.

Hoy en día las comunicaciones las tenemos en cualquier lugar, como en la casa, en la oficina, el la escuela, en la calle, etc. Forma parte de nuestra vida cotidiana y tanto es así que sin darnos cuenta los utilizamos sin siquiera saber de su origen y estos nos comunican desde cualquier parte del planeta hasta él más remoto rincón del mismo.

La comunicación implica en forma manifiesta la transmisión de información de un punto a otro a través de una sucesión de procesos, y algunos de ellos son:

  • La generación de una señal del mensaje: voz, música, imagen, o datos de computadora.

  • La descripción de esa señal del mensaje con cierta medida de precisión, mediante un conjunto de símbolos: eléctricos auditivos o visuales.

  • La codificación de estos símbolos en una forma que sea adecuada para la transmisión por un medio físico de interés.

  • La transmisión de los símbolos codificados al destino deseado.

  • La decodificación y la reproducción de los símbolos originales.

  • La recreación de la señal del mensaje original, con una degradación definible en la calidad; la degradación la ocasionan las imperfecciones del sistema.

Desde luego que existe también la comunicación que ni implica a la mente humana, un ejemplo claro es la comunicación que hay entre una computadora y otra, aquí el humano solo participa en implementar la formulación de los comandos o programas de la maquina o en la supervisión de los resultados.

Existen dos modos básicos de comunicación:

  • Transmisión: que implica el uso de un transmisor poderoso y de números receptores cuya construcción es relativamente económica. Aquí las señales que contienen la información solo fluyen en una dirección.

  • Comunicación punto a punto: en la cual los procesos de comunicación se llevan acabo por un enlace entre un solo transmisor y un receptor. Casi siempre existe un flujo bidireccional de las señales que llevan la información que requiere el uso de un transmisor y un receptor en cada extremo del enlace.

Recursos de comunicación primarios.

En un sistema de comunicación se emplean dos recursos primarios: la potencia transmitida y el ancho de banda del canal. La primera corresponde a la potencia promedio de la señal transmitida. Y la segunda se define como la banda de frecuencias destinadas a la transmisión de la señal del mensaje. A raíz de esto los canales de comunicación se pueden clasificar como limitados en potencia o limitados en banda.

El circuito telefónico comercial tiene un intervalo de frecuencias de entre 300 y 3100Hz y da un servicio muy satisfactorio.

El ruido también existe en un sistema de comunicación este son ondas indeseables que perturban la transmisión y el procesamiento de las señales del mensaje en un sistema de comunicación.

Fuentes de información.

EL habla, la música, las imágenes y los datos de computadora son las principales fuentes de la comunicación, la señal es unidimensional en el caso del habla, música o los datos de la computadora, y bidimensional, en el caso de las imágenes, tridimensional, en el caso de los datos de video y cuadrimensional en el caso de datos a lo largo del tiempo.

El estándar de codificación de audio MPEG y se basa en la codificación de percepción.

El proceso de codificación comprende cuatro operaciones distintas:

  • Mapeo de tiempo-frecuencia, la señal de audio se descompone en sub-bandas múltiples.

  • Modelación psicoacustica, opera simultáneamente sobre la señal de audio, esto para calcular ciertos umbrales utilizando reglas del comportamiento psicoacustico del sistema auditivo humano.

  • Cuantizacion y codificación, trabaja en la salida del mapeador de tiempo-frecuencia, a fin de mantener el ruido que resulta del proceso de cuantizacion en un nivel inaudible.

  • Empaque de tramas, formatea las muestras de audio cuantizadas en una corriente de bits decodificable.

Redes de Comunicación.

Se compone por una interconexión de varios ruteadores integrados por procesadores inteligentes, la red telefónica es un claro ejemplo de las redes de comunicación que ofrece una trayectoria de comunicaciones dedicada entre dos hosts.

  • INTERNET en el paradigma de Internet la tecnología de red subyacente se desacopla de las aplicaciones corrientes al adoptar una definición abstracta de servicio de red, a lo cual se establece lo siguiente:

    • Las aplicaciones se ejecutan independientemente de la tecnología empleada para construir la red.

    • Mediante el mismo token, la tecnología de red es capaz de evolucionar sin afectar las aplicaciones.

El protocolo de Internet IP es un protocolo universal que reside en la capa de la red es simple y define un plan de direccionamiento con una capacidad integrada para transformar datos en la forma de paquetes de nodo a nodo.

  • REDES DE BANDA ANCHA este es un protocolo de interfaz usuario-red denominado modo de transferencia asíncrona (ATM), esta es una técnica de ancho de banda alto, retardo bajo y similar a los paquetes que se utilizan para conmutación y multiplexado; es independiente de los medios físicos de transporte.

El propósito fundamental del ATM es asignar recursos de red de manera eficiente a fin de garantizar la calidad de servicio esperada en cada conexión. La calidad de servicio se mide en términos de tres parámetros:

    • Porción de perdida de celdas, se define como la proporción entre él numero de celdas perdidas en el transporte a lo largo de la red y él numero total de celdas bombeadas hacia la red.

    • Retardo de celda, se define como el tiempo que tarda una celda de una conexión particular en transitar a lo largo de la red.

    • Variación del retardo de celda, se define como la dispersión y/o inestabilidad en torno al retardo de celda medio.

Canales de comunicación.

Dependiendo del modo de transmisión que se use ,se distinguen dos grupos básicos de canales de comunicación: Los que se basan en propagación guiada y los que se fundamentan en la propagación libre.

El primero incluye canales telefónicos, cables coaxiales y fibra óptica. El segundo comprende canales de transmisión inalámbrica, canales de radio móvil y canales de satélite.

Proceso de modulación.

El fin de una comunicación es entregar una señal de mensaje desde una fuente de información en una forma reconocible hasta el destino del usuario, con la fuente y el usuario separados físicamente uno del otro.

Entre todos los esquemas de modulación diferentes, la decodificación por pulsos ha surgido como el método de modulación preferido para la transmisión de señales de mensaje analógico por las siguientes razones:

  • Robustez en ambientes ruidosos mediante la regeneración a intervalos regulares de la señal transmitida.

  • Operación flexible.

  • Integración de diversas fuentes de información en un formato común.

  • Seguridad de su información y su transmisión desde la fuente y hasta su destino.

El multiplexado combina varias señales del mensaje para su transmisión simultanea por el mismo canal. Estos son los métodos de multiplexado que se utilizan comúnmente:

  • Multiplexado por división de frecuencia (FDM).

  • Multiplexado por división de tiempo (TDM).

  • Multiplexado por división de código (CDM).

Y un multiplexado que es especial para las fibras ópticas es: Multiplexado por división de longitud de onda (WDM).

Tipos de comunicación analógica y digital

La simplicidad conceptual de las comunicaciones analógicas se debe a que las técnicas de modulación analógica, hacen relativamente superficiales los cambios a la señal de mensaje a fin de prepararla para la transmisión por el canal. La teoría de la comunicación digital intenta determinar un conjunto finito de formas de onda que corresponden estrechamente con las características del canal, y que en consecuencia, son mas tolerantes a los deterioros de este ultimo.

Teorema de la capacidad de información de Shannon

El teorema de capacidad de información establece que estos dos parámetros se relacionan idealmente como:

C = B log2(1+SNR) b/s

Donde C es la capacidad de información del canal y esta se define como la velocidad máxima a la cual puede transmitirse sin error la información a lo largo del canal; SNR es la relación señal a ruido, y B es el ancho de banda de un canal; el resultado de este teorema se mide en bits por segundo b/s. Este teorema resulta muy valioso por estas razones:

  • Proporciona una cota con respecto a que velocidad de transmisión de datos es teóricamente alcanzable para valores preestablecidos del ancho de banda del canal B y de la SNR recibida. Con base a esto es posible utilizar la proporción n = R/C como una medida de la eficiencia del sistema de comunicación digital en estudio.

  • Esta ecuación ofrece una base para el compromiso entre el ancho de banda del canal B y la SNR recibida. Para una velocidad de señalización preestablecida R, resulta viable reducir la SNR requerida aumentando el ancho de banda del canal B, de lo cual surge la motivación para utilizar un esquema modulado de banda ancha para mejorar el desempeño relativo al ruido.

  • La ecuación nos proporciona un marco de referencia idealizado para comparar el desempeño relativo al ruido de un esquema de modulación con otro.

Un problema de comunicación digital.

A partir del análisis de fourier encontramos que el producto de tiempo ancho de banda de una señal de pulsos es constante, esto es que el ancho de banda de un pulso rectangular de duración T es inversamente proporcional a T. La multiplicación de una señal por un senoide tiene el efecto de correr a la derecha la transformada de fourier de la señal en fc y a la izquierda por una cantidad igual salvo por el factor de escalamiento de ½. En conclusión, el ancho de banda de la señal transmitida m(t), y el ancho de banda del canal requerido, es inversamente proporcional al reciproco de la duración del símbolo T, él reciproco de T es también la velocidad e señalización del sistema en b/s.