2019/06/04

Teleco in a nutshell v1.0: Introducción a las telecomunicaciones

¡Muy buenas!

Permitidme realizar una pequeña introducción de un plan que llevo tramando un tiempo. En el mundo de la informática en general (y de la ciberseguridad en particular) se suele trabajar a partir del nivel de enlace del modelo OSI/ISO, obviando el nivel físico, que se puede considerar “demasiado bajo nivel”. Bajar a pelearse con señales, potencias, antenas y electromagnetismo puede sonar duro, y tal vez desanime a más de uno a aprender como funcionan las telecomunicaciones a bajo nivel. Por tanto, creo que puede ser interesante realizar una serie de posts en los que os cuente de una forma divulgativa conceptos “básicos” de sistemas de comunicación. Para ello, tendré la inestimable colaboración de Helena Jalain, al igual que yo teleco y apasionada de las redes y ondas.

Esperamos que disfrutéis esta serie de posts y os anime a aprender más sobre el tema. Al final de cada post os dejaremos algo de documentación para que tengáis un punto de partida para ampliar conocimientos.

Y sin más dilación, ¡al turrón!

Me gustaría comenzar con un concepto que todos comprendemos de manera natural, pero que sirve como base de todo lo que os vamos a contar en estos posts: el concepto de comunicación.

La comunicación es el acto de intercambiar información entre dos o más participantes. Todos comprendemos que, si queremos emitir una información a otra persona (a la cual llamaremos destinatario), debemos generar un mensaje siguiendo un código entendido por el receptor. Este mensaje será transmitido de algún modo a través de un canal en forma de señal (por ejemplo, acústica). Normalmente, este canal no es perfecto, por lo que habrá un determinado nivel de ruido que dificulte u obstaculice la comunicación. Finalmente, el mensaje será percibido por nuestro interlocutor mediante un receptor, quien lo interpretará siguiendo el código acordado y obtendrá finalmente la información que queríamos enviarle.

Imaginemos un ejemplo básico: queremos saludar a un amigo. Ambos hablamos en lengua española (código), que indica que “hola” es una palabra que puede servir para saludar a otra persona, por lo que usaremos nuestra boca (transmisor) para generar un sonido determinado (señal) que se transmitirá por el aire (canal). Supongamos que a la vez se escuchan los ladridos de un perro (ruido), y ambas señales llegan al oído (receptor) de nuestro amigo, que podrá separar nuestro mensaje del ruido y saber que está siendo saludado.

Diagrama de comunicación

Si entendemos esto, tenemos controlado el concepto básico que hay detrás de las telecomunicaciones, pero hay que tener en cuenta otras variables y conceptos (que iremos viendo) que complican un poco las cosas.

Desde el punto de vista de las telecomunicaciones, el canal puede ser, entre otros medios, un cable de cobre, una fibra óptica, el aire o el vacío; y este canal estará constantemente recibiendo ruido. Además, en él se producirán una serie de pérdidas ya sea por la distancia o por otras razones que dependerán de la naturaleza del canal. Debido a este ruido y a las pérdidas que se sufren en el canal, será necesario transmitir la señal con una potencia suficiente para que el receptor sea capaz obtener nuestra señal y poder discernirla del ruido que se ha “mezclado” con ella. Para ello, se hará uso de amplificadores de señal y de filtros tanto en el emisor como en el receptor, para intentar minimizar el impacto del ruido y las pérdidas del canal.

¿Pero qué vamos a enviar? Mientras que en el ejemplo de la comunicación verbal esta pregunta era trivial, desde un punto de vista de las telecomunicaciones la respuesta es algo más compleja. Existen dos maneras de enviar la información: de forma analógica o digital. La forma en la que queramos transmitir esta información tiene dos consecuencias, una de ellas es la forma de la onda, que será cuadrada en caso de ser un mensaje digital (lo que se denomina onda digital) o una forma indeterminada en caso de transmitir la información de forma analógica (onda analógica). La otra consecuencia es la elección del código: en el caso de información digital, el abanico de códigos para transmitir el mensaje es muy grande (de hecho, se utilizan tres tipos de codificación). En señales analógicas, en cambio, no se utiliza una codificación como tal, ya que se transmite la señal de forma “pura” (sin embargo, el receptor deberá entender esa señal). No obstante, cuando jugamos con señales electromagnéticas se deben introducir dos conceptos más: modulación y multiplexación, los cuales introduzco como un pequeño spoiler de lo que os contaremos en siguientes posts :).

Terminemos este post con un símil como el anterior: supongamos que queremos saludar a nuestro amigo, que se ha vuelto un ermitaño y vive en una casa en medio de un gran lago (la cual posee una antena). Para comunicarnos con él usaremos un ordenador, que generará una cierta cantidad de bits (señal digital) que llegarán a una antena transmisora, la cual amplificará y realizará una serie de codificaciones de esta señal para darle la robustez necesaria para que la onda llegue a la antena receptora de nuestro amigo sin problema. La antena de nuestro amigo recibirá una señal más o menos cuadrada, que mediante filtros y la propia robustez del código, será capaz de convertir en una serie de bits idénticos a los que enviamos, obteniendo el mensaje.

Sé que este post es un chorro de datos, pero no os preocupéis, en siguientes posts profundizaremos en todos estos conceptos (¡esto sólo es un adelanto de lo que viene!). Para el próximo post, trataremos otro concepto que puede parecer básico, pero no lo es tanto: ¿qué es una onda?

¡Permaneced atentos!



Si os habéis quedado con ganas de más:

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