Introducción
Es difícil imaginar cómo sería la vida moderna sin el fácil acceso a medios de comunicación confiables, económicos y eficientes. Los sistemas de comunicación se hallan dondequiera que se transmita información de un punto a otro. El teléfono, la radio y la televisión son ejemplos cotidianos de sistemas de comunicación. Hay sistemas de comunicación más complicados que guían aviones, naves espaciales y trenes automáticos; mientras que otros proporcionan noticias frescas de todo el mundo, a menudo por medio de satélites; la lista de ejemplos podría continuar indefinidamente. No es exagerado decir que los sistemas de comunicación actuales no sólo son necesarios para los negocios, la industria, la banca y la divulgación de información al público, sino también esenciales para el bienestar y la defensa de las naciones.El propósito de este libro es presentar un estudio introductorio de los sistemas de comunicación. Por “comunicación” se entiende la conducción o transmisión de información de un lugar y un tiempo a otros. Ciertamente esta definición no es muy precisa, pero el tema de la comunicación es muy amplio. Puede, por ejemplo, significar cualquier cosa, desde una conferencia telefónica hasta el uso de gestos adecuados, énfasis y buena dicción en un discurso; desde una señal de humo hasta una transmisión por satélite. El común denominador de estos ejemplos es que existe información transmitida que es de importancia para el receptor.
Este estudio de las comunicaciones se restringirá a la transmisión de información a través de distancias relativamente largas. El empleo de señales eléctricas ha reemplazado casi por completo a todas las demás formas de transmisión de información a largas distancias. Esto se debe, sobre todo, a que las señales eléctricas son relativamente fáciles de controlar (comparadas, por ejemplo, con el fuego para las señales de humo) y viajan a velocidades cercanas o iguales a la de la luz. En el más amplio sentido, debe considerarse a la luz como perteneciente a esta clase, dado que se encuentra en el espectro electromagnético. Así, para largas distancias es apropiado el estudio de las comunicaciones a través de señales eléctricas.
¿Qué es la transmisión de información? Este tema resulta más complicado de lo que podría parecer y formará, de hecho, la base de una parte de este estudio. Desde un punto de vista estrictamente intuitivo, puede decirse que la transmisión de información requiere que las señales varíen con el tiempo. Tómese, por ejemplo, una batería de 9 V; una vez establecida la tensión, existe poca información adicional si ésta no cambia. La conexión de la batería a un transistor o resistor variable permite tal variación. No obstante, el simple hecho de que la señal pueda variar con el tiempo no es suficiente. Considérese una tensión senoidal de 120 V y 60 Hz; habiéndose establecido la tensión, hay poca información adicional disponible sin cambiar la amplitud o la fase, a pesar de que la tensión esté cambiando a razón de 60 Hz.
Puede concluirse que la transmisión de información no sólo está relacionada con señales que cambian en el tiempo, sino también que estos cambios deben sucederse de manera impredecible. Por tanto, un requisito necesario es el empleo de una banda que contiene las frecuencias de las señales, conocida como ancho de banda (Capítulo 3). El ancho de banda es una medida de la rapidez con que pueden cambiar porciones portadoras de información y, por tanto, constituye un importante parámetro en cualquier análisis de sistemas de comunicación. Estas ideas intuitivas respecto a la transmisión de información serán suficientes para estudiar los métodos básicos usados en los sistemas de comunicación eléctricos. Sin embargo, una descripción matemática más completa de la transmisión requiere también de ciertos conocimientos de probabilidad (Capítulo 8), y se postergará hasta el capítulo 9.
La comunicación a largas distancias necesita que se efectúen algunas alteraciones u otras operaciones en la señal eléctrica que conducirá la información preparada para transmitirse. Tras la recepción, se efectúan las operaciones inversas conocidas para restaurar la información.
En el proceso de transmisión, las señales que portan la información se contaminan con ruido. Éste es generado por numerosos hechos naturales y artificiales, y provoca errores en la transmisión de información. Desde el punto de vista de la ingeniería, el problema de la comunicación estriba en el diseño de las partes de la transmisión sobre las que puede ejercerse algún control. Un criterio para esto es mantener la transmisión de información tan libre de errores como sea posible.
Con estos objetivos en mente, se examinarán diferentes sistemas de comunicación y sus principios básicos de operación. Se destacarán los métodos y no los circuitos o dispositivos particulares que se emplean normalmente.
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