Fundamentos de la Comunicación y Telecomunicaciones

1. ¿A qué se le denomina Comunicación?

La comunicación es el intercambio de información entre dos o más personas, y puede ser verbal, no verbal o escrita.

2. Elementos Clave de la Comunicación

Los elementos de la comunicación son el Emisor, el Receptor, el Mensaje, el Código, el Canal, el Contexto, la Retroalimentación y el Ruido.

• El Emisor: Tiene la intención de emitir un mensaje y codifica la información según los símbolos cuyos significados coinciden con los del receptor.
• El Receptor: Es la persona que recibe el mensaje, lo decodifica, lo interpreta y lo transforma en información significativa.
• El Mensaje: Es el contenido de la comunicación transmitida del Emisor al Receptor.
• El Código: Es un sistema de signos que componen un mensaje.
• El Canal: Es el medio que se utiliza para hacer llegar el mensaje. Por ejemplo, un correo electrónico o un blog. Otros medios de transmisión pueden ser cables conductores de electricidad, transmisión inalámbrica o fibras ópticas.
• El Contexto: Es el conocimiento de una serie de circunstancias lingüísticas que ha de tener el mensaje para poder ser entendido correctamente.
• Retroalimentación: La validación y respuesta al mensaje del Emisor.
• Ruido: Son las interferencias que dificultan la comunicación.

3. ¿A qué llamamos Telecomunicaciones?

Se denomina telecomunicación a toda comunicación mediada por la distancia entre emisores y receptores, a través de artificios u objetos tecnológicos que pueden variar en su canal de transmisión.

4. Evolución Histórica de las Telecomunicaciones

La historia y evolución de las telecomunicaciones ha estado ligada a la evolución de la humanidad, y ha avanzado durante años.

Evolucionaron desde los pictogramas, las artes rupestres, los jeroglíficos y la escritura cuneiforme, el Modelo Lineal A, la escritura Quadrata y Capital (Roma). Luego vinieron las palomas mensajeras y los servicios de mensajería, los telégrafos, la radio, el teléfono, la televisión y el internet.

El Canal de Transmisión y sus Parámetros

5. Parámetros del Canal de Comunicación

Los parámetros del canal son la atenuación, la interferencia y el ancho de banda.

• Atenuación: Pérdida de una señal al transmitirse por un medio, como un cable o el aire.
• Interferencia: Alteración de una señal de comunicación por señales no deseadas.
• Ancho de Banda: Cantidad máxima de datos que se pueden transmitir en una conexión en un período de tiempo determinado.

6. Clasificación de la Comunicación según el Canal

La comunicación se clasifica según el canal en el que se transmite el mensaje: canales alámbricos y canales inalámbricos.

• Conexión Alámbrica: Se transmiten a través de la corriente eléctrica y están mediados por cables de conexión.
• Conexión Inalámbrica: Se transmiten a través del aire o del vacío, por lo tanto, no están mediados por cables de conexión.

7. Tipos de Transmisión Alámbrica

Los tipos de transmisión alámbrica se dividen en cables de Par Trenzado, Cable Coaxial y cables de Fibra Óptica.

• Par Trenzado: Sencillos, compuestos por mini cables trenzados en dos. Se aplican cuando no hay riesgo de atenuación o interferencia, y no se requiere un ancho de banda elevado.
• Cable Coaxial: Compuestos por un solo cable de cobre aislado con metal y plástico. Se emplean en televisores, computadoras y telefonía de media o larga distancia.

• 

  Fibra Óptica: Compuestos por filamentos de vidrio. Tienen una atenuación e interferencia casi nula y un ancho de banda superior. Usados en ordenadores y telefonía de larga y muy larga distancia.

Ondas y Espectro Electromagnético

8. Clases de Ondas

Las ondas pueden clasificarse principalmente en función de si necesitan un medio material para propagarse (ondas mecánicas) o no (ondas electromagnéticas).

• Ondas Mecánicas: Requieren un medio material (sólido, líquido o gas) para propagarse. Ejemplos: ondas sonoras, ondas en una cuerda, ondas de agua.
• Ondas Electromagnéticas: No necesitan un medio material para propagarse y pueden hacerlo incluso en el vacío. Ejemplos: luz, radio, microondas.

9. El Espectro Electromagnético

El espectro electromagnético es el rango completo de radiación electromagnética. Abarca desde ondas de radio con longitudes de onda largas y frecuencias bajas hasta rayos gamma con longitudes de onda cortas y frecuencias altas.

10. Tipos de Ondas Electromagnéticas

Las ondas se pueden diferenciar como: Ondas de Radio, Microondas, Luz Visible, Ultravioleta, Rayos X y Rayos Gamma.

• Radio: Tipo de radiación electromagnética con longitudes de onda más largas que la luz infrarroja.
• Ondas de Microondas: Ondas electromagnéticas de alta frecuencia, que se utilizan en diversas aplicaciones como comunicaciones inalámbricas, hornos microondas, escáneres corporales, antenas de televisión y radares.
• Luz Visible: Son una porción específica del espectro electromagnético que el ojo humano puede percibir.
• Ultravioleta: Son un tipo de radiación electromagnética invisible para el ojo humano, con una longitud de onda más corta que la luz visible y mayor energía. Es emitida por el sol y fuentes artificiales, como las camas bronceadoras.
• Rayos X: Son un tipo de radiación electromagnética de alta energía que se caracteriza por su corta longitud de onda y alta capacidad de penetración. La exposición prolongada a estas ondas puede ser peligrosa.
• Rayos Gamma: Radiaciones de ondas electromagnéticas emitidas por un átomo como medio para liberar el exceso de energía. No tienen carga ni masa y pueden viajar grandes distancias a través del aire. Poseen las longitudes de onda más cortas y la mayor energía.

Funciones del Lenguaje (Conceptos Adicionales)

Las funciones del lenguaje son los diferentes propósitos o intenciones que tiene el emisor al usar el lenguaje para comunicarse. Son seis funciones principales: referencial, emotiva, apelativa, fática, metalingüística y poética.

• 1. Función Referencial: Se centra en transmitir información sobre el mundo exterior, objetos, hechos o ideas.
• 2. Función Emotiva: Expresa los sentimientos, emociones o estados de ánimo del emisor.
• 3. Función Apelativa: Tiene como objetivo influir o actuar sobre el receptor, solicitando, ordenando o persuadiéndolo.
• 4. Función Fática: Busca mantener o restablecer el contacto entre el emisor y el receptor, verificando la conexión del canal de comunicación.
• 5. Función Metalingüística: Se refiere al uso del lenguaje para hablar sobre el propio lenguaje, como la definición de una palabra o la explicación de una gramática.
• 6. Función Poética: Busca la belleza y la expresividad del lenguaje, utilizando recursos literarios como la metáfora o el símil. Por ejemplo: «La lluvia es un manto que cubre la ciudad».

Apuntes para el Examen: El Teléfono y las Telecomunicaciones

I. Orígenes y Precursores del Teléfono

• Alexander Graham Bell (Escocia):
  • Se trasladó a Boston a los 23 años para ser profesor de gramática para sordos.
  • Buscó, junto a su colaborador Thomas Watson, transmitir palabras mediante energía eléctrica.
  • Bell conocía los estudios de Reis y la teoría de que la voz podía transmitirse variando la intensidad de la corriente eléctrica.
  • El invento práctico (prototipo) se completó en 1875.
  • Un accidente (Watson aflojando un tornillo) hizo que Bell escuchara la vibración de una placa metálica, comprendiendo que si se transmitían sonidos, también se transmitiría el lenguaje.
  • Bell patentó el teléfono en 1876.
  • La primera conversación se dio el 10 de marzo de 1876: «Señor Watson, venga aquí, quiero verle».
• Precursores Importantes:
  • Charles Grafton Page (1837): Descubrió la «música galvánica» al observar que un imán podía emitir sonidos al magnetizarse y desmagnetizarse rápidamente.
  • Antonio Meucci (1854): Desarrolló el «teletrófono», que convertía las vibraciones de sonido en impulsos eléctricos y viceversa. Logró transmitir la voz con claridad, pero no pudo patentar su invento.
  • Johann Philipp Reis (1861): Construyó un aparato llamado «Telephon» 15 años antes que Bell. Construyó una oreja artificial de madera y metal para simular la función del oído, usando un mecanismo de contacto oscilante que variaba la intensidad de la corriente.
  • Elisha Gray (1876): Presentó una advertencia de patente para un teléfono con transmisor de resistencia variable en agua el mismo día que Bell solicitó la suya.
• Comercialización:
  • Alexander Graham Bell fundó la Bell Telefon Company en 1877.
  • La estrategia fue alquilar los teléfonos, asegurando el monopolio del sistema telefónico americano.
  • El teléfono fue el primer instrumento que permitió la comunicación instantánea, fluida y personal de persona a persona a distancia, cambiando la convivencia y generando transformaciones políticas, económicas y culturales.

II. Funcionamiento del Teléfono (Conversión Sonido-Electricidad)

Principio Fundamental: El teléfono transforma el sonido en electricidad para que pueda viajar largas distancias, y luego transforma la electricidad de nuevo en sonido para ser escuchado.

• Micrófono (Transforma Sonido en Electricidad):
  • Micrófonos de Carbón: Usaban ondas sonoras que hacían oscilar una membrana. Un electrodo presionaba un panel de antracita, variando la resistencia eléctrica y modulando la corriente.
  • Micrófono Electret (Moderno): La voz (ondas sonoras) hace vibrar un diafragma (superficie fina). Este movimiento afecta el campo electrostático del electret (una pieza polarizada), transformando las vibraciones del aire en vibraciones eléctricas que son amplificadas.
• Altavoz/Receptor (Transforma Electricidad en Sonido):
  • Los receptores se fabricaron según el principio electromagnético.
  • Las vibraciones eléctricas alcanzan una espiral (hilos de cobre) unida al diafragma, magnetizándola y convirtiéndola en un electroimán.
  • El electroimán es atraído y repelido por un imán permanente (basado en la intensidad de la corriente), haciendo que el diafragma vibre y mueva el aire, lo que genera las ondas sonoras audibles.

III. La Red y Sistemas de Conexión

• Red Telefónica:
  • El cable telefónico conectó ciudades y, en 1914, se terminó la primera red transcontinental en EE. UU.
  • La transmisión de voz a larga distancia se logra mediante la electricidad que viaja por cables.
• Conmutación Manual:
  • Los primeros teléfonos requerían que un operador humano en la central (central telefónica) conectara las llamadas manualmente.
  • El operador decidía si la llamada era local o de larga distancia.
  • Se contrataron mujeres como telefonistas porque se pensó que calmarían a los clientes alterados por la espera.
  • Para manejar el volumen de llamadas, se usaban dos estrategias: Multipocesamiento (agregar más operadores en paralelo) y Tándem (donde un operador envía la llamada a otro conjunto de paneles).
• Conmutación Automática:
  • Surgió porque el sistema manual era lento y costoso.
  • Alman B. Strowger (1889) diseñó el primer sistema automático exitoso usando el versátil electromagneto.
  • Se introdujo el disco de marcación (dial) para los clientes, y los operadores comenzaron a ser reemplazados por equipos de conmutadores electromecánicos.
  • El disco rotativo creaba grupos de pulsos sucesivos (un pulso por dígito) que accionaban selectores rotativos para conectar el camino.
  • Posteriormente, las centrales electrónicas reemplazaron el método de pulsos por el de tonos, que es más rápido y flexible.
  • Señales de conmutación: Incluyen Tono (central > emisor), Señal de discado (emisor > central), Señal de llamado (central > destinatario), Señal de llamando y Señal de ocupado.
• Sistemas de Transmisión (Dúplex):
  • Full-dúplex: Permite enviar y recibir datos simultáneamente.
  • Half-dúplex: Solo permite la comunicación en una dirección a la vez.

IV. Medios y Tecnologías de Transmisión

• Tipos de Canales Alámbricos:
  • Par Trenzado: Sencillos, usados donde no se requiere ancho de banda alto.
  • Cable Coaxial: Cable de cobre aislado; usado en telefonía de media o larga distancia.
  • Fibra Óptica: Compuestos por filamentos de vidrio; tienen interferencia y atenuación casi nula y un ancho de banda superior (transmite hasta 30,000 conversaciones simultáneas y permite transmitir lenguaje, datos e imágenes).
  • Principio de la Fibra Óptica: Utiliza la reflexión interna total, donde la luz (guiada por láseres) viaja por el interior del vidrio, reflejándose en el límite para seguir la trayectoria.
• Tipos de Conexión Inalámbrica:
  • Radioenlaces: Mantenían el tráfico intercontinental antes de los cables submarinos (Primer enlace en 1920).
  • Satélites de Telecomunicaciones: Permiten miles de conversaciones simultáneas y se usan para llamadas internacionales.
  • Llamadas a Móvil: Van de una estación de conexión a una antena que usa señales de radio, dando servicio a una pequeña zona llamada célula (red de células, similar a un panal).

V. Revisión de Conceptos Fundamentales

• Comunicación: Intercambio de información (verbal, no verbal o escrita).
• Elementos: Emisor, Receptor, Mensaje, Código, Canal, Contexto, Retroalimentación y Ruido.
• Telecomunicación: Comunicación mediada por la distancia o por artificios tecnológicos con diferentes canales de transmisión.
• Parámetros del Canal:
  • Atenuación: Pérdida de señal.
  • Interferencia: Alteración de la señal por señales no deseadas.
  • Ancho de Banda: Cantidad máxima de datos que se pueden transmitir en un tiempo determinado.
• Ondas:
  • Mecánicas: Necesitan un medio material (sólido, líquido o gas) para propagarse (ej: ondas sonoras).
  • Electromagnéticas: No necesitan medio material y viajan en el vacío (ej: luz, radio).
  • Espectro Electromagnético: Rango completo de radiación electromagnética, desde ondas de radio (longitudes largas/frecuencias bajas) hasta rayos gamma (longitudes cortas/frecuencias altas).

VI. Guglielmo Marconi y la Radiotelegrafía

• Objetivo: Transmitir mensajes mediante ondas electromagnéticas.
• Base: Se apoyó en las pruebas de Heinrich Hertz, quien demostró que las chispas emiten ondas que se propagan circularmente.
• Desarrollos Clave:
  • Utilizó el cohesor de Édouard Branly (primer receptor de ondas de radio).
  • Inventó la toma de tierra, lo que aumentó el alcance cientos de metros.
  • Logró transmitir señales Morse (con tres chispas cortas).
  • Fue el primero en usar la misma antena para el emisor y el receptor.
• Impacto: El descubrimiento fue clave para la seguridad de los barcos, ya que sus señales podían atravesar niebla y mares. Fue fundamental en el rescate de pasajeros durante el hundimiento del Titanic.
• Negocio: Marconi alquilaba el aparato y al telegrafista, asegurando un monopolio y permitiendo el intercambio de señales solo entre sus estaciones.