La comunicación que se produce en nuestro día a día es en forma de señales. Estas señales, como las de sonido, generalmente, son de naturaleza analógica. Cuando la comunicación debe establecerse a distancia, las señales analógicas se envían a través de cables, utilizando diferentes técnicas para una transmisión eficaz.

La necesidad de la digitalización

Los métodos convencionales de comunicación utilizaban señales analógicas para las comunicaciones a larga distancia, que sufren muchas pérdidas, como distorsiones, interferencias y otras pérdidas, incluida la violación de la seguridad.

Para superar estos problemas, las señales se digitalizan utilizando diferentes técnicas. Las señales digitalizadas permiten que la comunicación sea más clara y precisa sin pérdidas.

La siguiente figura indica la diferencia entre las señales analógicas y digitales. Las señales digitales están formadas por 1s y 0s que indican valores altos y bajos respectivamente.

Ventajas de la comunicación digital

Como las señales están digitalizadas, hay muchas ventajas de la comunicación digital sobre la analógica, como por ejemplo –

• El efecto de la distorsión, el ruido y las interferencias es mucho menor en las señales digitales ya que se ven menos afectadas.

• Los circuitos digitales son más fiables.

• Los circuitos digitales son fáciles de diseñar y más baratos que los analógicos.

• La implementación de hardware en los circuitos digitales, es más flexible que la analógica.

• La aparición de interferencias cruzadas es muy rara en la comunicación digital.

• La señal es inalterable ya que el pulso necesita una alta perturbación para alterar sus propiedades, lo cual es muy difícil.

• Las funciones de procesamiento de la señal, como el cifrado y la compresión, se emplean en los circuitos digitales para mantener el secreto de la información.

• La probabilidad de que se produzcan errores se reduce empleando códigos de detección y corrección de errores.

• La técnica de espectro extendido se utiliza para evitar la interferencia de la señal.

• La combinación de señales digitales mediante la multiplexación por división de tiempo (TDM) es más fácil que la combinación de señales analógicas mediante la multiplexación por división de frecuencia (FDM).

• El proceso de configuración de las señales digitales es más fácil que el de las señales analógicas.

• Las señales digitales pueden guardarse y recuperarse más convenientemente que las señales analógicas.

• Muchos de los circuitos digitales tienen técnicas de codificación casi comunes y, por lo tanto, se pueden utilizar dispositivos similares para diversos fines.

• La capacidad del canal se utiliza eficazmente con las señales digitales.

Elementos de la comunicación digital

Los elementos que forman un sistema de comunicación digital se representan mediante el siguiente diagrama de bloques para facilitar su comprensión.

A continuación se muestran las secciones del sistema de comunicación digital.

Fuente

La fuente puede ser una señal analógica. Ejemplo: Una señal de sonido

Transductor de entrada

Es un transductor que toma una entrada física y la convierte en una señal eléctrica (Ejemplo: micrófono). Este bloque también consiste en un convertidor analógico-digital donde se necesita una señal digital para los procesos posteriores.

Una señal digital se representa generalmente por una secuencia binaria.

Codificador de fuente

El codificador de fuente comprime los datos en un número mínimo de bits. Este proceso ayuda a utilizar eficazmente el ancho de banda. Elimina los bits redundantes (exceso de bits innecesarios, es decir, ceros).

Codificador de canal

El codificador de canal, realiza la codificación para la corrección de errores. Durante la transmisión de la señal, debido al ruido en el canal, la señal puede alterarse y, por lo tanto, para evitarlo, el codificador de canal añade algunos bits redundantes a los datos transmitidos. Estos son los bits de corrección de errores.

Modulador digital

Aquí se modula la señal a transmitir mediante una portadora. La señal también se convierte en analógica a partir de la secuencia digital, para hacerla viajar a través del canal o medio.

Canal

El canal o medio, permite que la señal analógica se transmita desde el extremo emisor hasta el extremo receptor.

Demodulador digital

Este es el primer paso en el extremo receptor. La señal recibida se demodula y se convierte de nuevo de analógica a digital. La señal se reconstruye aquí.

Decodificador de canal

El decodificador de canal, tras detectar la secuencia, realiza algunas correcciones de errores. Las distorsiones que pueden producirse durante la transmisión se corrigen añadiendo algunos bits redundantes. Esta adición de bits ayuda a la recuperación completa de la señal original.

Decodificador de fuente

La señal resultante se digitaliza de nuevo mediante el muestreo y la cuantificación, de modo que se obtiene la salida digital pura sin pérdida de información. El decodificador de fuente recrea la salida de la fuente.

Transductor de salida

Este es el último bloque que convierte la señal en la forma física original, que estaba en la entrada del transmisor. Convierte la señal eléctrica en salida física (Ejemplo: altavoz).

Señal de salida

Es la salida que se produce después de todo el proceso. Ejemplo – La señal de sonido recibida.

En esta unidad se ha tratado la introducción, la digitalización de señales, las ventajas y los elementos de las comunicaciones digitales. En los próximos capítulos, conoceremos los conceptos de las comunicaciones digitales, en detalle.