2.2 Fundamentos de Telecomunicaciones
El concepto de comunicación no es fácil de definir y con frecuencia se asume que todos tenemos intuitivamente la idea de lo que es. Para las personas, puede definirse como el intercambio de información entre individuos mediante un sistema común de símbolos, bien sea mediante un lenguaje, signos o gestos. La definición anterior puede extenderse también a la comunicación entre máquinas, en cuyo caso los símbolos que representan la información deben reunir características especiales.
Dada la variedad de interpretaciones que se pueden dar al término información, conviene definirlo con algo más de precisión para los fines y objetivos de un curso de sistemas de comunicaciones. Así, por información se entiende como el conjunto de señales, producidas por fenómenos físicos, registrados, clasificados, organizados y relacionados, con un significado preciso para un destinatario específico.
Con frecuencia se habla también de elementos de información. En una comunicación de voz la información fluye de manera continua entre el transmisor y el receptor. Los elementos de información son en este caso los aumentos infinitesimalmente pequeños entre dos instantes, también infinitesimalmente pequeños, de la presión del aire producida por las cuerdas vocales del locutor o sobre el tímpano del oyente. En estas condiciones la información da lugar a una señal continua en el tiempo, o señal analógica y los elementos de información pueden asociarse con elementos silábicos de la voz; sin embargo en el caso de música esta asociación resulta más difícil. En los sistemas digitales, por otra parte, los elementos de información son discretos y fáciles de identificar.
Asimismo, por señal se entiende a la representación de una magnitud física, detectable, variable en el tiempo, el espacio o ambos, a la que se puede asignar un determinado significado o contenido de información. Aquí, el término señal se refiere a señales eléctricas, aunque en su forma original sean de otra naturaleza; por ejemplo, acústicas, mecánicas, ópticas, etc., que, en general, pueden convertirse a señales eléctricas mediante transductores adecuados.
Las señales pueden caracterizarse en el dominio del tiempo o en el de frecuencia. Ambas caracterizaciones representan el mismo fenómeno. En los sistemas de telecomunicación
es usual la representación en el dominio de frecuencia, ya que ésta proporciona información sobre el ancho de banda en que está contenida la energía de la señal. En general, cuando aquí se habla del dominio de frecuencia, se entiende por él la transformada de Fourier de la función que describe a la señal en el dominio del tiempo. En algunas aplicaciones, principalmente de procesado de señales se emplean otras transformaciones como las del coseno discreto, la de Hilbert, Haddamard, etc., que también suele hablarse de frecuencia. Debido a que la transformada de Fourier es compleja, la representación completa de la señal en el dominio de frecuencia debe hacerse en términos de amplitud y de fase, si bien en la mayor parte de los casos prácticos, es suficiente la representación del espectro de amplitud. El aparato utilizado para esto se designa como analizador de espectro.
Claude Shannon y Warren Weaver en la década de los 1940s concibieron un modelo
lineal de comunicación suficientemente general que, en su forma original contenía
cinco elementos: fuente de información, transmisor, canal de transmisión, receptor y destinatario final, todos dispuestos linealmente como se ilustra en la siguiente figura. Este modelo básico constituye el punto de partida para el estudio de los sistemas de comunicación y alrededor de él se desarrolla la mayor parte del material de este curso.
Con el transcurso del tiempo y la evolución de los sistemas de comunicación, particularmente en los sistemas digitales, el modelo anterior ha sufrido algunas modificaciones, con el fin de especificar mejor algunos elementos constitutivos de cada uno de los bloques anteriores y proporcionar un rango mayor de aplicaciones.