Atenuación y Distorsión en Señales

Study Notes

La atenuación se calcula matemáticamente como la relación entre la potencia recibida (Prx) y la potencia transmitida (Ptx), expresada en decibelios (dB).
La potencia recibida se puede calcular a partir de la potencia transmitida y la atenuación.
La atenuación del canal depende del medio de transmisión, la frecuencia y la distancia.
La atenuación de distintos medios de transmisión variará en función de la frecuencia.

Un canal introduce distorsión cuando la señal recibida no conserva la forma de la señal transmitida.
Existen dos tipos de distorsión: lineal y no lineal.
La distorsión lineal ocurre cuando el canal no es plano en frecuencia y atenúa más unas frecuencias que otras.
La distorsión de fase ocurre cuando el canal introduce un retardo distinto a cada frecuencia, causando desfases.
La distorsión no lineal ocurre cuando el canal introduce nuevas frecuencias.

La distorsión lineal en amplitud se puede corregir mediante una técnica llamada ecualización.
La ecualización consiste en amplificar selectivamente las frecuencias atenuadas, compensando la distorsión lineal introducida por el canal.

El ruido es una señal aleatoria que se suma a la señal recibida, que ya ha sido atenuada y distorsionada por el canal.
El ruido proviene del movimiento aleatorio de los electrones en un conductor, tanto en el receptor como en el propio canal.

El ancho de banda de un canal de transmisión corresponde al rango de frecuencias por el que se pueden transmitir señales de forma adecuada sin una atenuación significativa.
Un canal con un ancho de banda mayor es mejor, ya que permite transmitir más información con menos atenuación.
En la transmisión inalámbrica, el espectro disponible para transmitir está regulado y dividido en bandas.
Cada banda tiene un ancho de banda definido para evitar interferencias.
Para transmitir una señal a través de un canal, el ancho de banda del canal debe ser igual o mayor que el ancho de banda de la señal.

El par trenzado es un medio guiado utilizado en redes telefónicas y redes de área local.
Se utiliza en el estándar Ethernet.
Un cable de par trenzado contiene 4 pares trenzados.
Los conectores utilizados son RJ-45, con dos configuraciones: TIA-568A y TIA-568B.

Un cable coaxial tiene dos conductores concéntricos separados por un material dieléctrico aislante, todo envuelto en una cubierta exterior.
Ofrece mejor rendimiento que el par trenzado, con mayor ancho de banda y mejor inmunidad a interferencias y ruido.
Se utiliza en aplicaciones que requieren alta inmunidad a ruido, como la distribución de señal de TV o la alimentación de antenas.
La fibra óptica está reemplazando al cable coaxial en estas aplicaciones.

La luz se propaga por la fibra óptica, y su propagación se puede analizar mediante las ecuaciones de Maxwell.
La luz se puede propagar por la fibra a través de un único camino o múltiples caminos simultáneamente, y estos caminos se denominan modos.
Las fibras ópticas se clasifican en: monomodo y multimodo.
Las fibras monomodo permiten la propagación en un único modo, mientras que las fibras multimodo permiten la propagación en múltiples modos.
Las fibras multimodo de índice gradual usan un índice de refracción variable en el núcleo para corregir la dispersión modal.

En la fibra óptica se usan diodos emisores de luz (LED) y láseres como fuentes de luz.
Los LED tienen menor potencia lumínica que los láseres, pero son más baratos.
Los LED son mejor para introducir luz en fibras con núcleos anchos.
Los láseres tienen mayor potencia lumínica y capacidad de focalizar la luz, lo que los hace mejores para introducir luz en fibras con núcleos estrechos.