Perturbación

[gL.edu] Este artículo recoge contribuciones de José Antonio Salmerón Marín, J.M. Díaz Nafría, elaboradas en el contexto de la Clarificación conceptual en torno a los Sistemas de transmisión, bajo la supervisión de J.M. Díaz Nafría.

Definiciones

Figura 1: Aplicación del modelo de comunicación con perturbaciones a las telecomunicaciones y a la comunicación natural por voz.

Se considera perturbación a toda degradación de la señal por fenómenos internos o externos de la red de telecomunicaciones. Aunque se puedan eliminar y minimizar algunos de estos fenómenos perturbadores de la señal siempre existirá una cierta cantidad de perturbación que no puede evitarse, por lo que son inevitables, pues existen una serie de factores que afectan a la calidad de las señales transmitidas por lo que nunca serán iguales a las señales recibidas. El umbral mínimo de perturbación de un sistema corresponde al ruido térmico que, en última instancia, viene determinados por principios termodinámicos vinculados al movimiento de las partículas cargadas en las condiciones ambientales de operación. Aunque se intentó en su momento, no es posible realizar un enlace de comunicación sin ruido apuntando a una porción del espacio que estuviese libre de elementos radiantes porque en todo el espacio existe una radiación denominada de fondo cósmico que establece el umbral mínimo de ruido que podría lograrse. En suma, un canal sin ruido no es más que una suposición teórica que puede servirnos para planificar el sistema de transmisión antes de ocuparnos de cómo lidiar con la perturbación.

En general, todos los dispositivos eléctricos y electrónicos generan interferencias conductivas y radiadas y son susceptibles a ser perturbados por interferencias externas. En general, las normativas de compatibilidad electromagnética limitan tanto las emisiones generadas como la susceptibilidad de los dispositivos, de modo que en condiciones normales la funcionalidad de cualquier dispositivos operando dentro de un mismo ambiente no se vea comprometido. El conocimiento de los dispositivos y el de las condiciones ambientales en las que operan nos permiten determinar el escenario de perturbación que afecta a las señales de información y degradan el servicio de telecomunicación en cuestión. El diseño y la planificación de los sistemas debe tener esto en cuenta para lograr que se cumplan los objetivos de calidad preestablecidos.

Se describen a continuación los principales tipos de perturbación.

Ruido e interferencia

Figura 2: Efectos de una interferencia sobre la señal

Conjunto de señales extrañas (ajenas al proceso de comunicación en cuestión) que se introducen en el medio de transmisión provocando alteraciones de amplitud del voltaje y variaciones de frecuencia. Debe, a su vez, distinguirse entre ruido que tiene un carácter aleatorio resultado de múltiples elementos perturbadores, muy distribuido en el espectro y sin características propias de las señales de comunicación, e interferencias que poseen un carácter más determinístico o correspondiente a señales de comunicación que perturban la que es de nuestro interés. Entre estas perturbaciones cabe distinguir varios tipos importantes:

• ruido térmico o blanco , al que ya nos hemos referido y cuya d.e.p. se distribuye por igual en el espectro.
• ruido coloreado, cuando presenta una concentración predominante en algunas frecuencias y puede modelarse como un ruido térmico filtrado.
• diafonía , en caso de tratarse de señales cursadas por nuestros sistemas de telecomunicación y que se acoplan por medios diversos a través de las estructuras físicas compartidas.

Distorsión lineal o en frecuencia

'Figura 3: Efectos de la distorsión en frecuencia sobre la señal

Corresponde a las diferencias relativas introducida en la amplitud o fase para cada una de las componentes frecuenciales que componen la señal de comunicación. Dicha perturbación puede ser solo de amplitud, solo de fase o de ambos tipos. Para que no se produzca perturbación de estos tipos la respuesta del canal debiera responder a la siguiente forma:

$H(f)=k\cdot e^{-j2\pi ft_{d}}\leftrightarrow h(t)=k\delta (t-t_{d})$

Que introduce una misma variación de amplitud, k, para todas las frecuencias, y un mismo retardo, t_d, para todas las componentes frecuenciales.

En la distorsión de fase se produce una deformación de la señal producida por el hecho de que el canal transmite a diferente velocidad cada frecuencia lo que se traduce en una distorsión o deformación de las señales en el dominio del tiempo y de la frecuencia.

Se trata de un tipo de perturbación que sí puede eliminarse o minimizarse mediante ecualización en frecuencia que compensa los retardos introducidos en cada frecuencia.

Atenuación y distorsión de atenuación

'Figura 4: Efectos de la atenuación sobre la señal

Efecto producido por el debilitamiento de la señal, debido a la resistencia eléctrica (en medios guiados eléctricos) o al decaimiento diferencia de la señal debido a fenómenos diversos (en medios ópticos o no guiados) que presenta tanto el canal como los demás elementos que intervienen en la cadena de transmisión. En caso de que la atenuación sea igual en todas las frecuencias involucradas tendrá como efecto el descenso de la amplitud de la señal transmitida, pero si presenta diferencias entre frecuencias introducirá distorsión que al igual que en la distorsión de retardo puede compensarse mediante una ecualización que introduzca medidas compensatorias a la atenuación en las diferentes frecuencias de la banda de interés.

Referencias

• Díaz Nafría, J.M. (2020). Unidad 0: Introducción a los sistemas de transmisión. Presentación disponible en el aula virtual de la asignatura “Sistemas de transmisión. Comunicaciones ópticas.” de la UDIMA.
• Anónimo. Perturbaciones en la Señal. Recuperado el 22 de marzo de 2020, de https://informatica-computacion.fandom.com/es/wiki/Perturbaciones_en_la_Se%C3%B1al
• Alvarez, J. (2013). Perturbación en la transmisión de datos. Recuperado el 22 de marzo de 2020, de https://informatica- https://prezi.com/aqnb4o0hddme/perturbacion-en-la-transmision-de-datos/