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Telecomunicaciones IES Garci Méndez Página-1- UNIDAD 3. TELECOMUNICACIONES 1.- LA COMUNICACIÓN La comunicación es el factor esencial en el desarrollo económico y social del ser humano. Tanto es así que, en la actualidad, la posesión de información es considerada como el bien económico más importante. La difusión universal y eficaz (rápida y veraz) de información se convierte en uno de los retos más importantes de nuestro tiempo. La comunicación es la transmisión de información de un lugar a otro. En términos tecnológicos, para establecer una comunicación necesitamos un sistema emisor, un canal de comunicación para transmitir el mensaje y un sistema receptor. El canal de comunicación es el medio por el cual se transmite la información. Agua, aire, vacío… La forma de transmisión se realiza mediante perturbaciones del medio (señales) que se originan en el sistema emisor y llegan hasta el sistema receptor. Se llama onda a la forma que tiene de propagarse una perturbación de un lugar a otro. Las ondas transportan energía sin transportar materia. 2.- ¿QUÉ ES UNA ONDA? Si tiramos una piedra a un estanque se genera una perturbación en el agua. La superficie del agua se hunde y luego se eleva, generando pequeñas olas que se van alejando del punto donde chocó la piedra. Estas pequeñas olas son un ejemplo de ondas, un fenómeno físico que podemos definir como una perturbación que se propaga a través del espacio. Las ondas transportan energía y pueden ser utilizadas para transportar información. Las ondas son de gran importancia en la tecnología moderna, ya que tienen muchas aplicaciones en telecomunicaciones, sistemas de sonido, aparatos de medicina y muchos otros campos. La manera más usual de representar una onda es con una línea ondulada. Las ondulaciones de esta línea serán proporcionales a la perturbación que simbolizan. En el caso de las ondas de un estanque, indicarían la altura de la superficie del agua. Las partes más elevadas de la onda se denominan crestas, y las más bajas, valles. 3.- MAGNITUDES QUE DEFINEN UNA ONDA Amplitud (A): valor máximo regular que alcanza una onda. Período (T ): es el tiempo (en segundos) que transcurre entre la repetición de los pulsos. Longitud de onda (): es la distancia (en metros) entre dos pulsos consecutivos. Frecuencia ( f ): es el número de veces que la onda se repite en un segundo (Hz). Velocidad de propagación de la onda ( v ): es el producto de la longitud de onda por la frecuencia (m/s). Expresiones analíticas para cálculo de estas magnitudes y representación gráfica de una onda:

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UNIDAD 3. TELECOMUNICACIONES

1.- LA COMUNICACIÓN

La comunicación es el factor esencial en el desarrollo económico y social del ser humano. Tanto es así que, en la actualidad, la posesión de información es considerada como el bien económico más importante. La difusión universal y eficaz (rápida y veraz) de información se convierte en uno de los retos más importantes de nuestro tiempo.

La comunicación es la transmisión de información de un lugar a otro. En términos tecnológicos, para establecer una comunicación necesitamos un sistema emisor, un canal de comunicación para transmitir el mensaje y un sistema receptor.

El canal de comunicación es el medio por el cual se transmite la información. Agua, aire, vacío…

La forma de transmisión se realiza mediante perturbaciones del medio (señales) que se originan en el sistema emisor y llegan hasta el sistema receptor.

Se llama onda a la forma que tiene de propagarse una perturbación de un lugar a otro. Las ondas transportan energía sin transportar materia.

2.- ¿QUÉ ES UNA ONDA?

Si tiramos una piedra a un estanque se genera una perturbación en el agua. La superficie del agua se hunde y luego se eleva, generando pequeñas olas que se van alejando del punto donde chocó la piedra. Estas pequeñas olas son un ejemplo de ondas, un fenómeno físico que podemos definir como una perturbación que se propaga a través del espacio. Las ondas transportan energía y pueden ser utilizadas para transportar información. Las ondas son de gran importancia en la tecnología moderna, ya que tienen muchas aplicaciones en telecomunicaciones, sistemas de sonido, aparatos de medicina y muchos otros campos.

La manera más usual de representar una onda es con una línea ondulada. Las ondulaciones de esta línea serán proporcionales a la perturbación que simbolizan. En el caso de las ondas de un estanque, indicarían la altura de la superficie del agua. Las partes más elevadas de la onda se denominan crestas, y las más bajas, valles.

3.- MAGNITUDES QUE DEFINEN UNA ONDA

Amplitud (A): valor máximo regular que alcanza una onda.

Período (T ): es el tiempo (en segundos) que transcurre entre la repetición de los pulsos.

Longitud de onda (): es la distancia (en metros) entre dos pulsos consecutivos.

Frecuencia ( f ): es el número de veces que la onda se repite en un segundo (Hz).

Velocidad de propagación de la onda ( v ): es el producto de la longitud de onda por la frecuencia (m/s).

Expresiones analíticas para cálculo de estas magnitudes y representación gráfica de una onda:

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4.- CLASIFICACIÓN DE LAS ONDAS

4.1.- Tipos de ondas, según requieren o no un medio material para propagarse:

Existen dos tipos de ondas: las ondas mecánicas (como las olas o el sonido) y las ondas electromagnéticas (como la luz visible o las ondas de radio). A continuación veremos cuáles son sus características.

A) ONDAS MECÁNICAS

Las ondas mecánicas necesitan un medio físico para propagarse: un gas como el aire, un líquido como el agua, o un sólido. Una onda mecánica se produce cuando se hace vibrar las partículas que forman este medio. La vibración se transmite a las partículas colindantes, desplazándose por el espacio y alejándose de la fuerza que causa la onda.

Algunos ejemplos: las ondas sísmicas (terremotos), las olas, la vibración de un puente o una cuerda que se hace oscilar. El sonido es una onda mecánica. El sonido se produce cuando un objeto vibra en el aire. Por ejemplo: una campana, la membrana de un altavoz o las cuerdas vocales de una persona. Al moverse, el objeto que vibra empuja las moléculas de aire que están a su alrededor. Estas moléculas chocan contra otras moléculas contiguas y les transmiten su movimiento. La repetición de estos choques entre moléculas hace que la vibración, el sonido, se vaya propagando por el aire.

Para que el sonido pueda transmitirse, es necesario que haya partículas (átomos o moléculas) que puedan vibrar, por esta razón también hay sonido dentro del agua o en un objeto sólido, pero no existe sonido en el vacío. En el Espacio, donde no hay atmósfera, no hay sonido. Si los astronautas pudieran ir sin escafandra, no oirían nada. El sonido se desplaza a 340 m/s.

B) ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS: Una señal electromagnética se comporta como partículas y como onda, por la dualidad onda-partícula. Esto se estudia en la mecánica cuántica desarrollada por Einstein y De Broglie, que se apoyaron en físicos anteriores como Plank, Bohr, Heisenberg y Schrödinger.

Si consideramos una corriente eléctrica, como una cantidad de partículas (electrones) en movimiento, necesitan un material conductor eléctrico(cable) para transmitirse; dependen de la f , I, V de la corriente eléctrica y de la R del medio conductor. Ej.: telefonía fija, TV por cable, etc.

Las ondas electromagnéticas tienen una naturaleza muy diferente a la de las ondas mecánicas, ya que deben su origen a las propiedades físicas de las cargas eléctricas. Una partícula con carga eléctrica, como un electrón, genera un campo eléctrico a su alrededor. El campo eléctrico es la zona del espacio donde se manifiestan las fuerzas eléctricas. Si otra carga entra en el campo eléctrico, experimentará una fuerza de atracción, si es del signo contrario, o de repulsión, si es del mismo signo.

Cuando se acelera una carga eléctrica, por ejemplo haciéndola oscilar, el campo eléctrico cambia de forma, experimenta una perturbación. Esta perturbación en el campo eléctrico se irradía, es decir, se desliga de la carga y se aleja a gran velocidad, formando una onda electromagnética. Es una onda porque no es constante, sino que va fluctuando en el tiempo. Y se llama onda electromagnética, y no onda eléctrica, porque todo campo eléctrico cambiante genera un campo magnético asociado, también cambiante. Las dos ondas, la fluctuación del campo eléctrico y la fluctuación del campo magnético, son indisociables, no pueden

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existir por separado, de forma que se habla de onda electromagnética.

La onda electromagnética más habitual para nosotros es la luz visible, aunque hay muchos más tipos: las ondas de radio, la luz infrarroja, la radiación ultravioleta, etc.

Las ondas electromagnéticas no necesitan un medio físico para propagarse, pueden viajar en el vacío. Su velocidad de propagación es extremadamente rápida, unos 300 000 Km por segundo.

Una onda electromagnética se propaga por el espacio sin perder energía. La luz de una estrella lejana, por ejemplo, puede viajar durante millones de años sin debilitarse. Este viaje continuará infinitamente hasta que encuentre una partícula que la absorba. Las ondas electromagnéticas es la base de los modernos sistemas de comunicación inalámbricos, como la televisión, la radio o la telefonía móvil.

En un medio diferente del vacío, la propagación de una onda electromagnética no es uniforme porque parte de su energía es absorbida por el medio que atraviesan, dependiendo de la f de la onda y de la composición y densidad de las sustancias de dicho medio (que a su vez varían con la altitud y la temperatura, humedad, viento, etc.).

4.2.- Según la forma de la onda:

a. Ondas analógicas: continuamente variables en el tiempo; fácilmente convertibles en digitales con un módem. Ej.: la onda eléctrica producida en un micrófono o la que excita la bobina de un altavoz, la de sonido emitida por un instrumento musical o por nuestra voz, las de radiodifusión (radiofonía y TV), etc. Fácilmente alterables (interferencias).

b. Ondas digitales: de valores discretos binarios o “bits” (1 o 0); apenas se producen distorsiones, pero se precisa una banda de frecuencia de emisión mayor que con las analógicas. Es el tipo usado por los equipos informáticos.

5.- CONVERSION ANALOGICO-DIGITAL. DIGITALIZACIÓN

La conversión Analógico-Digital consta de varios procesos:

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Como hemos visto, el sonido es una señal analógica y, por lo tanto, una señal continua. Entonces, ¿cómo se puedealmacenar una canción en formato digital? La respuesta es: hay que digitalizar la señal analógica. Es posible hacerlocon un circuito convertidor analógico-digital o convertidor A/D. La digitalización se realiza en 3 pasos: 1 Muestreo, 2 Cuantificación y 3 Codificación

5.1.- Muestreo

El muestreo consiste en medir el valor de la señal analógica cada cierto tiempo, de forma periódica, y prescindir del resto de los valores intermedios. Cuanto más frecuente sea el muestreo, mayor calidad tendrá la digitalización (la señal digital será más parecida a la original analógica), pero también será más pesada la señal digital (ocupará más memoria). En un CD de audio, por ejemplo, se toman 44.100 muestras cada segundo.. El muestreo digital convierte el voltaje en números (0s y 1s) los cuales pueden ser fácilmente representados y vueltos nuevamente a su forma original.

Razón de muestreo

La frecuencia de muestreo de una señal en un segundo es conocida como razón de muestreo medida en Hertz (Hz). 1 Hz = 1/seg

La razón de muestreo determina el rango de frecuencias [ANCHO DE BANDA] de un sistema. A mayores razones de muestreo, habrá más calidad o precisión.

Por ejemplo en audio digital se usan las siguientes razones de muestreo:

24,000 = 24 kHz - 24,000 muestras por segundo. Una muestra cada 1/24,000 de segundo.

48,000 = 48 kHz - 48,000 muestras por segundo. Una muestra cada 1/48,000 de segundo.

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Una señal de audio muestreada a 48 KHz tiene una mejor calidad [el doble], que una señal muestreada a 24 KHz. Pero, una señal muestreada a 48 KHz, ocuparía el doble del ancho de banda que la de 24 KHz. Por lo que si queremos mayor calidad, lo perdemos en ancho de banda. Cuando bajan archivos en Internet MP3 por ejemplo, éstos tienen diferentes calidades, un archivo MP3 de mejor calidad, ocupará mayor espacio en disco.

5.2.- Cuantificación:

Las muestras tomadas se cuantifican, que consiste en "redondearlas" a una serie de valores posibles. El número de valores posibles también condicionará la calidad final. Cuantos más valores posibles, mejor calidad. En un CD de audio hay 65 535 valores posibles.

Para hacer esto, la amplitud de la señal de audio es representada en una serie de pasos discretos. Cada paso está dado entonces por un número en código binario que digitalmente códifica el nivel de la señal. La longitud de la palabra determina la calidad de la representación. Una vez más, una palabra más larga, mejor la calidad de un sistema de audio (comparando una palabra de 8 bits con una de 16 bits o 32 bits) (ver figura).

El bit de resolución de un sistema define el rango dinámico de el sistema. 6 dB es ganado por cada bit.

Por ejemplo:

8 bits equivale a 256 estados = 48 dB (decibeles)

16 bits equivalen a 65,536 estados = 96 dB.

5.3.- Codificación

El paso final es traducir el valor de cada muestra cuantificada a código binario (codificar), es decir, ponerlo como una secuencia de 0 y 1. En un CD cada muestra se describe con un conjunto de 16 ceros y unos (16 bits).

6. SISTEMAS DE COMUNICACIÓN SEGÚN EL CANAL DE TRANSMISIÓN

Su clasificación depende únicamente del medio por el que se propaguen las señales. Atendiendo a esto podemos tener transmisión o comunicación alámbrica o inalámbrica.

6.1. Según la naturaleza del canal por el que se transmiten la electricidad o las ondas, las comunicaciones pueden ser:

- Alámbricas si la información, que viaja en forma de corriente eléctrica o de ondas, se transmite a través de un cable.

- Inalámbricas si la información se transmite a través del aire o del vacío. Esto sólo es posible si la información viaja en forma de ondas, puesto que la corriente eléctrica sólo se puede conducir mediante un cable.

¿Cuándo se usa una u otra?.

6.2. Características de un canal de transmisión, para decidir qué tipo de comunicación usar debemos valorar:

1) Las interferencias. Los cables pueden “blindarse” para que haya pocas interferencias del exterior. En cambio, la propagación inalámbrica puede sufrir interferencias. Por ejemplo, el teléfono móvil se oye, por lo general, peor que el fijo.

2) Velocidad de transmisión o ancho de banda, es decir, la cantidad de datos que se pueden transmitir por ese canal por unidad de tiempo; si estamos hablando de un sistema digital, el ancho de banda se mide en bytes/segundo.

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3) La atenuación que sufre la señal en su recorrido por dicho canal o medio. La señal tiende a volverse más débil con la distancia. En este caso se necesitan repetidores de señal.

4) El coste. Es mucho más caro un sistema por cable que uno inalámbrico. En el sistema por cable es necesario construir una red que comunique al emisor con los receptores; y, en el inalámbrico, no.

5) La ubicuidad. Es una gran ventaja del sistema inalámbrico: poder intercambiar información prácticamente desde cualquier parte del planeta, sin necesidad de cables.

7. COMUNICACIÓN ALÁMBRICA

Este tipo de transmisiones se lleva a cabo mediante conexiones físicas entre el sistema emisor y el sistema receptor. La señal que se transporta es de tipo eléctrico y para enviarla usualmente se ha empleado un cable de cobre de distinto tipo según la velocidad, el ancho de banda y la distancia que se precisen; en la actualidad, añadimos a este tipo comunicación la fibra óptica.

7.1. Cables pares. Es el cable utilizado en telefonía fija. Consta de dos hilos de cobre que transmiten la señal eléctrica. Existen también los cables de pares trenzados, en los que el trenzado disminuye las interferencias ambientales.

7.2. Cables coaxiales. Están formados por un centro de cobre que transmite la señal y que está separada por un aislante de una malla metálica de cobre o aluminio que protege de las interferencias eléctricas exteriores. Estos cables son utilizados para dar señal desde la antena al televisor. Su gran grosor supone un inconveniente para poder ser utilizados en otros sistemas (al principio se utilizaban en las redes de ordenadores).

7.3. Fibra óptica. Es capaz de enviar señales a varios kilómetros de distancia sin pérdida significativa de fuerza, permite una mayor velocidad de transmisión, evita interferencias electromagnéticas exteriores y protege de accesos no autorizados. El centro del cable está formado por un vidrio puro y un recubrimiento, también de vidrio, que tiene un revestimiento externo de protección. El sistema emisor envía la señal desde un láser o un diodo LED y el sistema receptor recoge la señal mediante un fotodiodo.

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8. COMUNICACIÓN INALÁMBRICA. ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO.

Cuando la información que queremos transmitir no se conduce mediante una corriente eléctrica, tenemos la posibilidad de transmitirla en forma de ondas, sin necesidad de cables (aunque también las ondas se pueden propagar a través de un cable de fibra óptica, como hemos visto).

Una onda electromagnética se diferencia de otra solamente por su longitud de onda (o su frecuencia, recuerda que son proporcionales). El conjunto de todas las ondas electromagnéticas recibe el nombre de espectro electromagnético. El espectro se divide en diferentes bandas en función de las propiedades físicas que tienen las ondas.

Luz visible: Es la banda del espectro electromagnético que los humanos podemos ver. Está formada por todas las longitudes de onda comprendidas entre los 380 y los 780 nm (nanómetros) de longitud de onda. Si hacemos pasar luz visible a través de un prisma se divide en colores. Conocer las características de la luz visible es muy importante para diseñar receptores de TV, cámaras, sensores luminosos, células solares, etc.

Microondas: Algunas microondas son absorbidas por las moléculas de agua. Esta característica se utiliza en los hornos microondas, que calientan los alimentos transmitiendo energía al agua que contienen. También se utilizan para transmitir información en enlaces punto a punto (dos antenas que se pasan datos entre si) y en telefonía móvil.

Infrarrojos: Se llaman así porque su longitud de onda está situada justo por debajo de la luz roja. Transportan energía calorífica. No la podemos ver, pero sí notar su calor, por ejemplo al ponernos al sol. Se utiliza en los mandos a distancia de TV, vídeos y aparatos de música, en la transmisión de señales a través de fibra óptica y como medio para irradiar calor en todo tipo de estufas.

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Ondas de radio: Son las que tienen las mayores longitudes de onda (y las frecuencias más bajas). Se usan para enviar información de forma inalámbrica en numerosos sistemas de comunicación, como la radio, la televisión y la telefonía móvil.

Ultravioleta: Se llaman así porque su longitud de onda está situada por encima de la luz violeta. La radiación ultravioleta que emite el Sol hace que nuestra piel se broncee, aunque una exposición excesiva puede generar quemaduras o incluso cáncer de piel.

Rayos X: Se utilizan principalmente en radiografías clínicas, ya que su corta longitud de onda puede atravesar la carne pero no los huesos. También se usan para hacer radiografías de soldaduras de metales, con el fin de detectar grietas que no se observan a simple vista, pero que pueden resultar peligrosas. Son peligrosos para los seres vivos.

Rayos gamma: Son las ondas de menor longitud de onda (y mayor frecuencia). Las generan los átomos radioactivos en las centrales nucleares, explosiones atómicas o en el interior de las estrellas. Tienen mucha energía, por lo que son muy peligrosos para los seres vivos. Se usan para detectar grietas en metales (radiografías) y en medicina para el tratamiento de tumores y la eliminación de células cancerosas.

8.1. El espectro radioeléctrico

Desde el punto de vista de las telecomunicaciones, la parte del espectro electromagnético más importante es la de las ondas de radio, que también recibe el nombre de espectro radioeléctrico. Se sitúa entre los 3 kHz y los 300 GHz y está dividido en diferentes bandas.

Cada una de las bandas que componen el espectro radioeléctrico está dividida en pequeños rangos de frecuencia llamados canales de radio. Un canal puede utilizarse, por ejemplo, para emitir un programa de radio o de televisión.

A nivel internacional existe un organismo que se encarga de coordinar el uso de las frecuencias del espectro radioeléctrico entre los diferentes países: la Unión Internacional de Telecomunicaciones. El espectro electromagnético es propiedad de los estados, así que cada país tiene además su propio organismo responsable de distribuir los canales de radio entre las diferentes empresas de comunicaciones dentro de su territorio, en España es la Agencia Estatal de Radiocomunicaciones.

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Bandas del espectro radioeléctrico:

9. PROPAGACIÓN DE ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS

Transmisión inalámbrica

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10. SISTEMAS DE COMUNICACIÓN. HISTORIA DE LAS TELECOMUNICACIONES.

En la antigüedad la comunicación a distancia se limitaba al correo postal a caballo. A partir del siglo XIX empieza el desarrollo acelerado de las telecomunicaciones cuando los mensajes se empiezan a transmitir a través de la corriente eléctrica, mediante el telégrafo primero y el teléfono después.

Conectarse a Internet y consultar información de un ordenador situado en el otro extremo del mundo, o pulsar un número en el teléfono y hablar con una persona que está a centenares de kilómetros de distancia, es algo a lo que estamos acostumbrados en nuestros días. Los sistemas de comunicación actuales hacen posible comunicarse con prácticamente cualquier zona de la Tierra de una manera instantánea y barata, nosotros vivimos en una era de comunicaciones globales.

10.1. EL TELÉGRAFO.

El primer sistema de comunicación global, con las características de los actuales: comunicación instantánea, a larga distancia y a bajo precio, fue el telégrafo eléctrico, desarrollado por Samuel Morse, en 1835. Hoy en día es un invento obsoleto, pero en su época supuso un gran avance, comparable al que en nuestros días representa Internet.

Cada estación de telégrafo constaba de un transmisor y un receptor, es decir, podía emitir y recibir mensajes. Para enviar un mensaje, un telegrama, se debía manipular un pulsador que abría y cerraba un circuito eléctrico entre las dos estaciones. Cuando la corriente eléctrica circulaba, activaba un electroimán en la estación receptora. El electroimán atraía entonces una barra de metal que tenía en su extremo una pluma con tinta. La pluma iba dibujando puntos y rayas en una cinta de papel. El conjunto de esos puntos y rayas era el mensaje recibido.

El telégrafo trajo nuevos avances. Cuando el telégrafo demostró su utilidad, la demanda para enviar telegramas aumentó continuamente. Esto estimuló la aparición de nuevas tecnologías, como la multiplexación (1853), que permitía enviar varios mensajes a la vez utilizando un único cable. El cable submarino, que hizo posible conectar por primera vez dos continentes, Europa y América, en 1866.

10.2. EL TELÉFONO.

Un invento revolucionario. Existen pocos inventos con mayor repercusión social que el teléfono. En poco más de 100 años el teléfono ha transformado enormemente la vida de las personas, la manera de comunicarse, de trabajar, de hacer negocios. Sin el teléfono, la organización social y económica actual sería impensable.

En los libros de historia podrás leer que el inventor del teléfono es el norteamericano de origen escocés Alexander Graham Bell. Sin embargo, en el año 2002, el Congreso de los Estados Unidos reconoció que el verdadero inventor del teléfono fue un desconocido inmigrante italiano llamado Antonio Meucci. En 1856, Meucci fue la primera persona que consiguió transmitir la voz humana a distancia a través de un aparato eléctrico, sin embargo no pudo patentar su invención por problemas económicos. En 1876, Bell consiguió la patente del teléfono, a pesar de que tuvo que batallar en los tribunales con otros inventores que también reivindicaban la paternidad del invento,

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el propio Meucci incluido. A Bell debemos la fabricación industrial del teléfono así como su popularización y posterior perfeccionamiento.

¿Cómo funciona el teléfono?

El teléfono es un aparato que permite transmitir la voz humana a distancia. Su funcionamiento se puede dividir en tres pasos:

1. TRANSFORMACIÓN DEL SONIDO EN UNA SEÑAL ELÉCTRICA

De este trabajo se encarga el micrófono. Existen muchos tipos de micrófonos: de condensador, electrodinámicos, piezoeléctricos, etc. El micrófono tiene una membrana metálica que vibra cuando recibe sonido. Detrás hay un cristal semiconductor piezoeléctrico que deja pasar más o menos corriente eléctrica dependiendo de la vibración de la membrana, que a su vez depende de.la intensidad de nuestra voz.

2. TRANSPORTE DE LA SEÑAL

El micrófono consigue que la información que hay en el sonido se transfiera a un cable eléctrico. A esta información que viaja en forma de electricidad se le llama señal eléctrica. La señal viajará desde el emisor (el teléfono de la persona que habla) hasta el receptor (el teléfono de la persona que escucha). Para ello se necesitan solamente dos cables de cobre y una fuente de corriente continua, por ejemplo una batería.

3. REGENERACIÓN DE LA VOZ A PARTIR DE LA SEÑAL ELÉCTRICA

Esta función la realiza el auricular. Es un pequeño altavoz diseñado para aplicarse directamente en el oído. Está compuesto por un electroimán y una membrana metálica. La corriente de intensidad variable que viene del micrófono se hace pasar por el electroimán. Éste atrae a la membrana metálica con mayor o menor fuerza en función de la intensidad de la corriente, lo que la hace vibrar. Al moverse la membrana también vibran las partículas de aire de alrededor y se reproduce el sonido original.

10.2.1. TELEFONÍA FIJA. LA RED TELEFÓNICA

Telefonía fija analógica. RTB.

Los primeros teléfonos eran sólo parejas de aparatos que comunicaban dos estancias, por ejemplo dos despachos, pero no permitían hablar con teléfonos externos.

Actualmente, utilizando la red de telefonía, podemos hablar con millones de teléfonos conectados entre sí.

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Esta red telefónica conmutada RTB, de cable de par de hilos de cobre, instalada por el Estado (actualmente empresa privada Teléfonica), une todas las poblaciones de España.

Telefonía fija digital RDSI y ADSL:

Emplea la misma red que la RTB. La diferencia reside en el tramo que une el teléfono del abonado con el primer nodo, en el que la transmisión es digital. Por el mismo cable de par de hilo de cobre que antes sólo transportaba la señal de voz, ahora multiplexamos voz y datos(1 y 0), a la vez, usando protocolos más avanzados.

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Telefonía fija por cable de fibra óptica

Las diferentes compañías telefónicas llevan años uniendo las principales ciudades de España con su propia fibra óptica, para ofrecer a sus clientes un mayor ancho de banda y por tanto mayor velocidad de transmisión y recepción de datos, necesaria hoy día, para tener servicios que demandan gran cantidad de datos(1 y 0), como por ejemplo, la televisión digital por cable en HD (alta definición).

De esta forma la fibra óptica que sale de la central de la compañía, a través de diversos repetidores, llega directamente a la casa de los abonados. La transmisión es totalmente digital.

10.2.2. EL TELÉFONO MÓVIL

La telefonía móvil es un sistema de telecomunicación sin cables que permite poner en contacto mediante ondas de radio a personas que se encuentran dentro de un territorio geográfico donde se ofrece el servicio: la zona de cobertura.

La zona de cobertura de un servicio de telefonía móvil está dividida en zonas más pequeñas de forma hexagonal. Cada una de estas divisiones recibe el nombre de celda o célula, de ahí que a la telefonía móvil también se le llame telefonía celular. Esta división se hace para aumentar el número de llamadas simultáneas, ya que las operadoras de telefonía móvil disponen de un número limitado de canales (frecuencias diferentes) de radio. Con la división, las frecuencias de radio pueden reutilizarse entre celdas no adyacentes.

En cada celda hay una estación base, que está formada por una antena que emite y recibe ondas de radio, y los equipos electrónicos necesarios para procesar las señales. Las antenas están situadas en edificios altos o en torres metálicas. En una de las celdas se encuentra la central de telefonía móvil, encargada de gestionar todas las comunicaciones con la ayuda de ordenadores.

¿Qué sucede cuando haces una llamada?

Al pulsar el botón de llamada de tu móvil envías una señal de radio a la antena de la celda en la que te encuentras. En la estación base la señal de radio de tu teléfono se transforma en una señal eléctrica, que se envía a la central de telefonía móvil, normalmente a través de fibra óptica o enlaces

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de microondas. La señal transporta, entre otros datos, el número al que estás llamando. A continuación la central busca en su base de datos dónde está el teléfono al que llamas y redirige la señal a la estación base de su celda. Allí la señal eléctrica se transforma nuevamente en ondas de radio que son detectadas por el teléfono receptor.

En ocasiones la pantalla de un teléfono móvil indica que en esa posición no tiene cobertura. Eso es debido a que las ondas de radio se atenúan (debilitan) con la distancia. Si el móvil está muy lejos de la antena de la estación base, puede que la señal no llegue al teléfono y entonces se produce un corte de cobertura. También pueden influir en la recepción de la señal obstáculos como montañas, edificios, túneles, etc.

Si mientras estás hablando por un móvil te desplazas a otra celda, por ejemplo si vas en coche o en tren, la comunicación no se corta. Lo que ocurre es que la central telefónica detecta el cambio de celda y envía la señal a la antena de la nueva celda (la nueva estación base).

Cuatro generaciones de móviles... por ahora

La primera generación de telefonía móvil (1982-1992) utilizaba señales analógicas, que, al no ser un método muy eficiente de gestionar la información, limitaba el número de teléfonos que podía utilizar la red. Cabían pocos teléfonos y su calidad de sonido era limitada. Con la segunda generación (a principios de la década de 1990) las señales ya no son analógicas sino digitales, es decir, los mensajes se transforman en una hilera de ceros y unos, por lo que se pueden encriptar, para aumentar la seguridad de las transmisiones. La digitalización aumenta el número de terminales que pueden utilizar la red, por lo que la telefonía móvil baja de precio y se populariza. También mejora la calidad del sonido y aparecen los primeros servicios añadidos, especialmente el envío de mensajes de texto (SMS, Short Message Service) y de melodías. Los teléfonos más avanzados de la tercera generación (3G), permiten transmitir datos a gran velocidad. Los teléfonos 3G son auténticos ordenadores con los que, además de llamar por teléfono, podemos conectarnos a Internet en cualquier parte, mirar el correo electrónico, consultar mapas, ver vídeo en línea o descargar aplicaciones (programas) que permiten mejorar las capacidades del terminal. La cuarta generación (4G) y quinta (5G) han aumentado la velocidad de transmisión de datos para adaptarse a las nuevas necesidades de la red.

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Cuando nos hacemos usuarios de telefonía móvil, la empresa que ofrece el servicio nos suministra una tarjeta que debemos insertar en nuestro teléfono. Se trata de la tarjeta SIM (Subscriber Indentity Module, módulo de identificación del suscriptor). Es una plaquita de plástico que contiene un chip electrónico. La tarjeta SIM permite que nuestro teléfono sea identificado por la red de telefonía y pueda transmitir voz y datos. En el chip de la tarjeta SIM también se almacenan la agenda de contactos y los mensajes SMS.

La tarjeta SIM tiene asociado un código, el código PIN (Personal Identification Number, número de identificación personal) que es necesario teclear para poder utilizar el teléfono cuando se enciende por primera vez o si se queda sin batería. El código PUK (Personal Unlocking Key, clave personal de desbloqueo) sirve para desbloquear el teléfono en caso de que, por error, introduzcamos incorrectamente el PIN tres veces.

10.3.3. LA RADIO.

En 1895, G. Marconi utilizó los descubrimientos de Maxwell, Hertz y Nikola Tesla, para construir el primer sistema de comunicación inalámbrico. Patentó y desarrolló comercialmente la telegrafía sin hilos, un sistema que permitía enviar mensajes en código Morse (puntos y rayas) utilizando las ondas de radio. El momento más importante de las investigaciones de Marconi se produjo en 1901, cuando logró transmitir un mensaje entre Europa y América, el primer mensaje inalámbrico de larga distancia.

Después de la telegrafía sin hilos, el siguiente reto fue la transmisión de sonido, la radio que conocemos hoy, que fue inventada por R. Fessenden en 1906. Pocos años más tarde, en la década de 1920, comenzó la emisión comercial de radio en Estados Unidos y Europa. Rápidamente la radio se popularizó, por primera vez existía un medio de comunicación que ofrecía directamente a la gente noticias y entretenimiento. En la década de 1950, el uso del transistor permitió reducir el tamaño y coste de los receptores de radio. Hoy la radio es un medio muy popular todavía y ha sido la base de otros inventos, como la televisión, el teléfono móvil o las conexiones WiFi.

¿Cómo se envía y recibe una señal de radio?

Las ondas sonoras emitidas por el locutor de un programa de radio son captadas por un micrófono, que las transforma en una señal eléctrica. La señal se envía a una emisora, un equipo electrónico que se encarga de amplificar la señal, procesarla adecuadamente y difundirla en forma de onda de radio a través de una antena transmisora. La onda se propaga en todas las direcciones, de forma que puede ser captada por todos los receptores de radio que estén en su zona de cobertura. La antena del receptor capta la onda y la transforma en una señal eléctrica muy débil. En el interior del receptor la señal se amplifica y se envía a un altavoz, que la transforma en una onda sonora, muy parecida a la que emitió el locutor. Hay que tener en cuenta que hay muchas emisoras diferentes,

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por lo que el receptor dispone también de un circuito sintonizador, que permite seleccionar la frecuencia de la emisora que queremos escuchar.

Introducir información en una onda

Una emisora de radio se caracteriza por su frecuencia. Por ejemplo, la emisora Radio 3 utiliza una frecuencia de 93.9MHz (megahercios) para transmitir sus programas en Granada. Esta frecuencia es propia de esta emisora, no la puede utilizar ninguna otra en la misma zona para que no haya interferencias. Es lo que se conoce como la onda portadora. Pero esta onda, por sí sola, no transmite mucha información, tan solo que la emisora está funcionando.

Para enviar información al oyente debemos modificar la portadora de alguna manera, con el fin de introducir un mensaje. La forma más sencilla de hacer esto es apagar o encender la portadora. Así es como funcionaba la telegrafía sin hilos inventada por Marconi. Con un pulsador podemos hacer que la portadora se emita durante un breve instante, lo que sería un punto en código Morse, o hacer que funcione un poco más, una raya Morse. De esta manera podemos enviar un mensaje telegráfico a distancia utilizando ondas de radio.

Un método mejor es modular la onda portadora, es decir, ir cambiando la forma de la onda que emite la emisora (la portadora) para insertar en ella el mensaje que queremos transmitir. A continuación estudiaremos las dos maneras más utilizadas de hacer esto.

Amplitud modulada (AM)

La primera es la amplitud modulada (AM), que consiste en que la onda de radio que sale de la emisora se va modificando continuamente, haciéndola más "alta" o más "baja" en función de la señal que se recibe del micrófono por el que está hablando el locutor. Recuerda que la "altura" de la onda se llama "amplitud" de la onda. Luego, explicado más correctamente, podemos decir que la AM consiste en variar la amplitud de la onda portadora en función de la amplitud de la onda que transporta el mensaje de voz (la señal del micrófono).

La modulación AM fue el primer método utilizado para codificar el sonido en una onda de radio, ya que técnicamente es relativamente sencillo. Todavía hoy en día es muy utilizado.

Frecuencia modulada (FM)

El otro tipo de modulación es la frecuencia modulada (FM). En este caso, la onda de radio que sale de la emisora se va modificando, no en amplitud como en la AM, sino en frecuencia. Cuanto mayor sea la amplitud de la señal que se recibe del micrófono por el que habla el locutor, mayor es la frecuencia con la que emite la emisora. Recuerda que la frecuencia nos indica el número de ondas completas que se envían por segundo. Coloquialmente, podríamos decir que, si la frecuencia es más alta, las ondas están más apretadas y, si la frecuencia es más baja, las ondas están más separadas. Pero cuidado, la emisora no puede modificar mucho su frecuencia, solo un poquito más o un poquito

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menos que la que tiene adjudicada legalmente (sólo dentro de un pequeño ancho de banda), sino podría interferir en la frecuencia de otra emisora, haciendo que ninguna de las dos emisoras se oyeran bien.

Las emisoras que emiten en frecuencia modulada tienen mejor calidad que las que lo hacen en amplitud modulada, ya que esta tecnología no es tan sensible a las interferencias de origen natural o artificial.

Extraer información de una onda. Demodulación

Como se ha explicado en el punto anterior, para transmitir información a través de una onda electromagnética, en la emisora se modula la onda portadora a partir del mensaje que se quiere transmitir. Esto requiere que el receptor de radio sepa interpretar la señal que capta, ya sea una onda modulada en frecuencia o modulada en amplitud. El receptor lleva a cabo el proceso inverso a la modulación, denominado demodulación. Para ello dispone de un circuito demodulador, cuya función es separar la onda moduladora de la onda portadora, es decir, extraer el mensaje, la voz del locutor, que posteriormente se amplificará y retransmitirá.

¿Cómo funciona un receptor de radio elemental?

Los primeros receptores de radio eran aparatos muy sencillos. Debajo puedes ver una ilustración esquemática de uno de ellos.

1. La onda electromagnética de una emisora de radio AM es interceptada por la antena.

2. Un circuito formado por una bobina y un condensador variable sintoniza la emisora y transforma las ondas de radio en una corriente eléctrica oscilante (señal eléctrica).

3. La señal eléctrica se hace pasar a través de un diodo de germanio. El diodo rectifica la señal y deja pasar solamente los semiciclos positivos.

4. Un condensador elimina las pulsaciones de la señal rectificada y la convierte en una señal continua .

5. La señal resultante se envía a unos auriculares. Los auriculares transforman la señal en sonido.

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10.3.4. LA TELEVISIÓN, ENVÍO DE IMÁGENES Y SONIDO A DISTANCIA

La televisión es un sistema de telecomunicación que permite la transmisión a distancia de sonido e imágenes en movimiento, sincronizados. Tras lograr transmitir el sonido mediante el invento de la radio, el siguiente paso fue desarrollar un sistema capaz de transmitir imágenes. La tecnología necesaria se inventó en las primeras décadas del siglo XX y es obra de numerosos ingenieros, entre los que podemos destacar a John L. Baird, Charles F. Jenkins y Vladimir Zworykin. Las emisiones de televisión empezaron en los años 30 del siglo pasado. En 1936, por ejemplo, se retransmitieron por primera vez unos Juegos Olímpicos. La popularización de la televisión se produjo en las décadas de 1950 y 1960. En 1969, por ejemplo, 600 millones de personas fueron testigos, a través de una pantalla de televisión, de la llegada de Neil Armstrong y Buzz Aldrin a la Luna.

Emisión y recepción de señales de televisión

Para que puedas ver un programa en tu televisor, hay un largo proceso previo. Primero se capta la imagen con una cámara de vídeo y el sonido con un micrófono. Ambas señales se envían a una unidad emisora, donde se procesan y editan (se añaden anuncios, subtítulos, sintonías, etc.). La señal resultante se transmite en forma de ondas electromagnéticas mediante una antena. Estas ondas son captadas por la antena receptora, que transforma las ondas en una señal eléctrica muy débil. Los receptores de televisión conectados a la antena disponen de un circuito electrónico que amplifica la señal eléctrica y la convierten de nuevo en imagen y sonido, reproduciendo la escena original.

¿Cómo funciona una cámara de televisión?

La función de una cámara de televisión es captar la escena y convertirla en una señal de vídeo, un tipo de señal eléctrica que contiene información visual. La luz que refleja la escena penetra en la cámara a través del objetivo y es enfocada por un juego de lentes. Gracias a unos espejos especiales se descompone en tres haces de luz, uno rojo, otro verde y otro azul (los tres colores primarios). Cada haz de color incide sobre un sensor fotoeléctrico, normalmente del tipo CCD. El sensor convierte la luz en una señal eléctrica. El conjunto de las tres señales eléctricas, provenientes de los tres sensores, forman la señal de vídeo que codifica la información visual.

¿Cómo se forma la imagen en un receptor de televisión?

La señal eléctrica que llega al receptor de televisión está compuesta de audio y vídeo. La señal de vídeo se procesa para mostrar 50 imágenes por segundo(50 Hz), hecho que causa la sensación de movimiento. La pantalla está formada por miles de puntos de luz, llamados píxeles. La pantalla de alta definición de un televisor actual es una cuadrícula que tiene 1080 píxeles de alto (líneas) y 1920 píxeles de ancho (columnas). En realidad cada píxel tiene tres emisores de luz(luminóforos), uno para cada color primario (rojo, verde y azul). Al verlos de lejos, los colores se mezclan y generan un único punto de luz, el píxel, el color del cual dependerá de la intensidad con la que se haga brillar cada emisor de luz. Hay varias tecnologías para fabricar pantallas, las más conocidas son las de

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plasma, las de tipo LCD (Liquid cristal display, pantalla de cristal líquido) y las antiguas pantallas de tubo de rayos catódicos (TRC).

¿Cómo se encienden y apagan los luminoforos?

Depende de la tecnología usada por el televisor. Hasta ahora se viene usando las siguientes:

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a) TRC: Un haz de electrones incide directamente sobre la pantalla, y la va barriendo.

b) PLASMA: Existe una pequeña cantidad de gas en cada luminóforo (fluorescente pequeño). Una descarga eléctrica enciende más o menos o apaga cada luminóforo.

c) LCD: Cada luminóforo está cubierto por un cristal líquido que se puede volver transparente con una señal eléctrica que activa una capa de transistores TFT(Think Film Transistor), dejando pasar más o menos luz roja, verde o azul.

d) La tecnología LED es una variante del LCD. Se añade una capa de diodos LED que retroiluminan la pantalla, ganado en contraste y viveza de colores.

Una de las características más importantes en el televisor es la resolución en píxeles, otra la frecuencia de refresco de la pantalla en Hz.

Tipos de transmisión y recepción de televisión

Hay diferentes formas de transmitir y recibir una señal de televisión. A continuación las estudiaremos:

a) Televisión terrestre

Es la televisión "clásica". La señal audiovisual se envía mediante ondas electromagnéticas desde una antena emisora y es captada por las antenas receptoras de las diferentes viviendas. Para que la señal pueda llegar a un amplio territorio, o, dicho de otro modo, para que tenga una gran cobertura, la antena emisora debe ser muy alta o estar situada en un emplazamiento elevado, como una montaña

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o un edificio de gran altura. También es importante la potencia con la que se emite, ya que la señal va debilitándose con la distancia.

Debido a la distancia, la curvatura de la Tierra o cuando hay obstáculos, como las montañas, la cobertura que puede ofrecer una antena de televisión terrestre, por muy alta o potente que sea, tiene un límite. Para llevar la señal de televisión más allá de este límite es necesario instalar repetidores. Son instalaciones que reciben la señal del centro de emisión, la amplifican y la vuelven a transmitir para que se pueda ver en el territorio donde están. Se instalan en zonas elevadas, con el fin de que tengan la mayor cobertura posible. Para enviar la señal original a los repetidores, se suelen utilizar enlaces punto a punto. Son pequeñas antenas direccionales que están alineadas entre sí. Se envían señales entre ellas (de ahí el nombre punto a punto) utilizando microondas, un tipo de ondas electromagnéticas.

b) TDT. Televisión digital terrestre.

La Televisión digital terrestre (TDT) es la transmisión de imágenes en movimiento y su sonido asociado mediante una señal digital y a través de una red de repetidores terrestres. La codificación digital de la información aporta diversas ventajas. Entre ellas, la posibilidad de comprimir la señal; efectuar un uso más eficiente del espacio radioeléctrico, dedicando el espectro sobrante para otros usos; emitir más canales en el mismo espacio en que antes ocupaba uno del sistema analógico y la posibilidad de emitir señales de televisión de alta definición (HD o high definition en inglés), que requieren un ancho de banda mayor.

c) Televisión por satélite

La televisión por satélite surge como solución a los problemas de alcance de la televisión terrestre, en la que es necesario el uso de repetidores. Los satélites utilizados para retransmitir señales de televisión son repetidores situados en el espacio, en órbita terrestre. Al estar muy lejos de la superficie y no tener obstáculos intermedios, la señal que emiten puede llegar a un territorio muy extenso, del tamaño de un continente. Para recibir la señal que emiten se requiere una antena parabólica orientada hacia el satélite.

Los satélites que envían señales de televisión deben estar siempre en el mismo lugar del cielo, sino las antenas parabólicas receptoras deberían estar moviéndose continuamente. Para

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conseguirlo se sitúan en órbita geoestacionaria, que está situada a unos 36 000 km de la Tierra. Los satélites situados a esta distancia se mueven a la misma velocidad que la Tierra (al rotar sobre sí misma), lo que hace que permanezcan estáticos respecto de un punto en la superficie.

d) Televisión por cable

En la televisión por cable, la señal llega directamente al receptor mediante un cable de fibra óptica o, en ocasiones, un cable coaxial (un tipo de cable de cobre utilizado en telecomunicaciones). La fibra óptica transmite la información en forma de impulsos luminosos. Consiste en hilos muy finos de vidrio puro (fibras) por los que se hace pasar un haz de luz infrarroja, procedente de un láser o de un diodo LED. La luz no puede escapar de la fibra, cuando choca contra su pared se refleja y continúa avanzando a través de ella. En el otro extremo hay una fotocélula o un fotodiodo que transforma el haz de luz en una señal eléctrica comprensible para el receptor de televisión. Mediante este sistema se puede enviar una gran cantidad de bits de información, simplemente encendiendo el haz de luz (equivale a un 1) o apagándolo (un 0), de forma parecida a como funciona un telégrafo Morse, solo que millones de veces más rápido.

e) Televisión por Internet

Uno de los sistemas que está tomando cada vez más importancia es la televisión a través de Internet, que utiliza las redes informáticas para hacer llegar vídeo al telespectador. En este concepto podemos englobar muchas iniciativas diferentes, desde los servicios de televisión que algunas operadoras de telefonía ofrecen a sus abonados a través de la línea de teléfono (es necesaria una conexión rápida, normalmente del tipo ADSL) o la televisión "a la carta" que hacen las emisoras de televisión tradicionales, digitalizando sus programas y poniéndolos en Internet para que los usuarios puedan verlos a la hora que quieran. Muy interesante es la aparición de webs que ofrecen un programa de TV hecho por un pequeño equipo de personas. Utilizando Internet como método de distribución, con pocos medios, pueden competir con las productoras de televisión tradicional.

Ventajas de la televisión digital

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10.3.5. SISTEMAS DE LOCALIZACIÓN POR SATÉLITE.

Un sistema de localización por satélite permite localizar (posicionar) con la mayor exactitud un receptor determinado. Existen varios en el mundo, el primero fue el GPS, inventado por Estados Unidos, con fines militares, y está formado por 24 satélites que orbitan a 20.000 Km de altitud. Las aplicaciones son muy variadas: localización exacta de puntos, rumbos de navegación para aviones y barcos, vigilancia de icebergs, control de desplazamientos terrestres, rutas de tráfico (planear viajes), senderismo: PDA ó teléfono móvil.

Actualmente existen cuatro sistemas de geolocalización por satélite funcionando.

11.- SOPORTES MULTIMEDIA DE INFORMACIÓN

11.1. Discos ópticos: CD, DVD y BLU-RAY.

Se usan para guardar información digital en archivos de texto, imágenes, audio, películas, etc.

¿Cómo es el proceso de Quemado Blu-Ray, DVD y CD?

Esto se realiza mediante un láser que "quema" una capa de material fotosensible ubicada dentro del disco realizando una copia exacta del original.

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El disco Blu-ray hace uso de un rayo láser de color azul con una longitud de onda de 405 nanómetros, a diferencia del láser rojo utilizado en lectores de DVD y CD, que tiene una longitud de onda de 650 nanómetros, esto supone realizar los surcos o “pits” (1 y 0) más grandes en el CD y más pequeños en el Blu-Ray.

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11.2. Chips de memoria: Pendrives USB, tarjetas SD, micro SD y Discos duros SSD (Disco de estado sólido).

Son circuitos integrados a base de transistores miniaturizados en semiconductores de silicio.

12. REPRODUCCIÓN DE SONIDO DIGITAL. FORMATO MP3.

Una canción en formato digital se almacena como una secuencia de unos y ceros (surcos o pits) en los CD, DVD y Blu-ray, o en los chips de memoria (circuitos integrados a base de transistores miniaturizados en semiconductor de silicio) de pendrives, tarjetas SD, micro SD o discos duros SSD. Para que podamos disfrutar de esa música, el reproductor debe transformarla en una señal analógica. El microprocesador, el chip que dirige el funcionamiento del reproductor, se encarga de buscar las canciones en los chips de memoria, o de leer mediante un láser los surcos de un disco óptico y enviarlas a otro chip, el conversor digital-analógico, o D/A. En el conversor D/A, la señal digital de la canción se transforma en una señal analógica (tensión que aumenta o disminuye). A continuación se envía esta señal a los auriculares, donde será transformada de nuevo en vibración de las partículas de aire, es decir, en sonido.

MP3(MPEG-1 Audio Layer 3) es un formato digital de compresión de audio. Un algoritmo consigue eliminar todos aquellos sonidos de una grabación que el oído humano no puede percibir. De esta manera eliminamos datos(1 y 0), logrando una reducción o compresión del archivo de audio.

Un archivo comprimido en formato MP3, puede llegar a ocupar diez veces menos espacio en la memoria, que en formato original WAV, pasando de pesar 30 MB a sólo 3MB. Pero si la compresión es demasiado alta, la calidad del sonido se puede ver afectada.

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13.- VENTAJAS DE LOS SISTEMAS DIGITALES

Las ventajas de utilizar información digital en lugar de analógica son numerosas. Destacaremos cuatro:

1. No pierde calidad al ser transmitida, duplicada o reproducida

2. Se puede procesar con ordenadores

3. Necesita menos memoria

4. Es más económica de gestionar

13.1. La información digital no pierde calidad

La información en formato digital no pierde calidad al ser transmitida, duplicada o reproducida. En un reproductor de MP3 (música digital) puedes escuchar tu canción preferida tantas veces como quieras, sonará igual que la primera vez. Lo mismo ocurre con las imágenes tomadas por una cámara digital, se pueden copiar miles de veces sin que pierdan calidad. En los sistemas analógicos (discos de vinilo, teléfonos fijos, una emisora de radio, etc.) la señal se va degradando por el uso del soporte (el disco de vinilo se va deteriorando poco a poco al ser leído) o por "ruido" (interferencias ambientales, ondas electromagnéticas, etc). Las señales digitales, por su naturaleza, son menos vulnerables al ruido y al desgaste del soporte. Incluso en caso de que haya variaciones, como una atenuación por la distancia, los sistemas digitales son capaces de reconstruir la señal original utilizando programas informáticos y métodos matemáticos de detección y corrección de errores.

13.2. La información digital se puede procesar fácilmente con ordenadores

Los ordenadores funcionan internamente con ceros y unos. Para ellos una canción o una imagen es

solo una secuencia de números. A los ordenadores les resulta muy fácil modificar estos ceros y unos.

Veamos un ejemplo. La imagen en blanco y negro de la izquierda no es más que una matriz de 0 y 1

en la memoria del ordenador. Donde hay un 0 habrá un píxel de color negro en la pantalla, donde

hay un 1 habrá un píxel blanco. Para voltear horizontalmente la imagen únicamente se deberá

cambiar el orden de los bits. Un ordenador con el programa adecuado puede hacer este trabajo en

una fracción de segundo.

En el ámbito de la gestión social y económica, el tratamiento automatizado de grandes cantidades

de información digital, almacenada en bases de datos, permite a los gobiernos y las empresas

mejorar su funcionamiento para ser más eficientes. La información es poder y los ordenadores son

las herramientas que permiten gestionarla.

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13.3. La información en formato digital necesita menos memoria

Como hemos visto, una señal analógica es una señal continua. Para pasar de un punto de la señal a

otro hay infinitos puntos intermedios. Cuando una señal analógica se digitaliza, no se "apunta" toda

la información de la señal, sólo algunas muestras. Podemos decir que es una especie de resumen.

El resultado es que la cantidad de memoria necesaria es mucho menor, mientras que la calidad es

prácticamente la misma.

Esta característica tiene muchas implicaciones. Una de ellas es que, en formato digital, la cantidad

de información que puede circular a través de las redes de comunicación actuales, muchas de ellas

construidas para las antiguas tecnologías analógicas (como las líneas telefónicas que llegan a las

viviendas), es mucho mayor.

13.4. La información digital es más económica de gestionar

El resultado de los tres puntos anteriores es que gestionar información digital es mucho más

económico que gestionar información analógica.

Algunos ejemplos:

1. En los primeros cables telefónicos submarinos solo cabían unas pocas llamadas analógicas

simultáneas. Digitalizando las llamadas se consiguió realizar miles de llamadas simultáneas. El

resultado es que las llamadas a larga distancia bajaron de precio.

2. En el carrete fotográfico de una cámara química solo caben 36 fotos. En la pequeña tarjeta de

memoria de una cámara digital caben miles de fotos, además se pueden reutilizar.

3. Hacer copias de información digital tiene un precio muy bajo. Música, películas, videojuegos,

programas de ordenador, libros, diarios, revistas o enciclopedias se pueden distribuir en formato

digital a mejor precio que en formato analógico.

4. La utilización de ordenadores facilita la búsqueda de información. Se puede buscar entre millones

de datos y obtener los resultados que buscamos en pocos segundos, o recombinarlos para obtener

nueva información, sin que tengan que trabajar muchas personas estudiando documentos impresos

durante meses.

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ACTIVIDADES

1.- El sistema más primitivo de transmisión de transmisión de la voz que emplea la telefonía es el vasófono. ¿cómo construirías uno y cómo funciona?.

2.- Explica las diferencias fundamentales entre este vasófono y un teléfono normal.

3.- ¿En qué se diferencia la telefonía móvil de tercera generación de la de segunda generación?.

4.- ¿Indica qué característica debe tener un teléfono móvil para poder navegar con él por internet?.

5.- ¿Para qué sirve la tarjeta de memoria que traen algunos teléfonos móviles?

6.- ¿Qué utilidad puede tener el puerto de infrarrojos en un teléfono móvil?. ¿lo has usado alguna vez?. ¿para qué?

7.- ¿Qué quiere decir que un teléfono móvil es 3G?.

8.- ¿Qué tipo de información ofrecen las emisoras de radio mediante el sistema RDS?. ¿qué utilidad tiene?.

9.- Busca emisoras que emiten en la provincia de Albacete y en la de ciudad real.

Http://www.guiadelaradio.com

La frecuencia de una emisora de radio varía de una provincia a otra. Por eso es muy útil el sistema RDS cuando viajamos.

Completa la siguiente tabla:

10.- ¿Dónde hay más emisoras locales, en la banda AM o en la FM?.

11.- ¿Dónde hay más emisoras dedicadas a la música fundamentalmente, en la banda AM o en la FM?.

12.- ¿Por qué “se pierden” algunas emisoras de radio cuando nos movemos en un coche?. ¿por qué tienen sistema RDS las radios de los coches?.

13.-¿Averigua qué son las radios de onda corta y qué emisoras se pueden recibir.

14.- Explica en pocas palabras cómo funciona el sistema de localización mediante GPS

15.- Averigua cuál es la longitud y la latitud de tu localidad (puerta del instituto). ¿a qué altura sobre el nivel del mar se encuentra?

16.- ¿Cuánto tiempo se tardaría en enviar una canción en formato audio CD (30MB) si disponemos de una conexión a internet a través de ADSL de 1MB/seg? (1MB=8Mb)

17.- Completa la siguiente tabla.

COMUNICACIÓN ALÁMBRICA COMUNICACIÓN INALÁMBRICA

18.- ¿Cuándo cambiamos la tarjeta sim de un terminal telefónico a otro?:

A) Conservamos los contactos, pero no el número de teléfono.

B) Conservamos los contactos y el número de teléfono.

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C) Co conservamos los contactos ni el número de teléfono.

19.- Indica las diferentes formas en que se forma la imagen de un televisor según la tecnología con la que está fabricado.

20.- Explica en pocas palabras y empleando algún esquema cómo funciona el sistema de radio rds.

21.- Pon ejemplos de diferentes dispositivos que permitan recibir la señal de los satélites del sistema GPS y señala al menos una situación en la que resulten útiles.

22.- Para que un receptor GPS nos proporcione nuestra posición con precisión (situación en un mapa y altitud sobre el nivel del mar) debe establecer contacto con:

A) Todos los satélites que forman la red GPS.

B) Al menos dos satélites de la red.

C) Cuatro o más satélites de la red.

23.- ¿Cómo se consigue almacenar mucha más información en un disco DVD que en un CD si ambos soportes tienen el mismo tamaño?.

24.- Explica de la manera más sencilla posible cómo se consigue que un archivo en formato MP3 ocupe mucha menos memoria(3MB en lugar de 30MB) que una canción en un cd de audio.

25.- contesta:

A) ¿En qué consiste la televisión por cable?.

B) ¿Qué ventajas tiene frente a la televisión convencional, que se transmite por ondas radioeléctricas?.

C) ¿Qué inconvenientes presenta?.

26.- Observa la gráfica que muestra la evolución de las tecnologías de la comunicación en los hogares españoles:

A) ¿Ha crecido el uso de todos los servicios mencionados?

B) ¿A qué crees que se debe el descenso en el porcentaje de hogares que disponen de telefonía fija?.

C) ¿Qué servicios han crecido más en estos últimos años?