2019/09/17

Teleco in a nutshell v8.3: Modulación por Desplazamiento de Amplitud

¡Muy buenas!

Después de un par de posts hablando de las viejas glorias de la modulación analógica, damos un salto en el tiempo hasta la actualidad: el mundo digital.

Como ya hablamos, a diferencia de las analógicas, las señales digitales tienen unos valores acotados: o vales 1, o 0, o un grupo de 1's y 0's si somos valientes y podemos diferenciar la amplitud de dos señales distintas.

Pues bien, antes de nada tenemos que dejar claro que enviar la señal digital "a pelo" no es una buena estrategia. Recordemos que una señal cuadrada se descompone en infinitos armónicos (nos lo contó Helena aquí), lo que provoca un gran problema: el ancho de banda necesario es... infinito. Obviamente esto es imposible, lo que hace que las señales cuadradas perfectas no existan (os hemos engañado todo este tiempo, sí). No obstante, podemos ser felices en un mundo imperfecto con señales no tan cuadradas... pero estas siguen teniendo el mismo problema: ocupan mucho ancho de banda.

Todo esto cambia con la modulación digital, donde enviamos la información binaria dentro de una señal sinusoidal. Al igual que en las modulaciones analógicas, la magia reside en modificar uno de los parámetros de la señal portadora (amplitud, frecuencia y fase) en función de la señal moduladora (la señal digital).

Pues bien, en el caso del primo millenial de AM, Modulación por Desplazamiento de Amplitud (ASK) se realiza exactamente de la misma manera: la señal digital se multiplica por una portadora con una frecuencia determinada, obteniendo una sinusoide que va variando su amplitud, en la cual estará la información binaria.

Al diferencia que en AM, donde vimos que acercase a una amplitud de 0V no era una buena idea por la pérdida de la forma de onda original, en ASK puede ser un ejercicio interesante: podemos llegar al extremo de que estemos enviando una portadora con una amplitud determinada cuando queremos enviar un '1' o no enviar nada cuando enviamos un '0'. Esto es lo que se denomina On-Off Keying (OOK), pero realmente no se utiliza demasiado a día de hoy, más allá de transmisiones infrarrojas (mandos a distancia, por ejemplo).

Lo realmente se hace es enviar más de dos amplitudes distintas (y nunca nula, ya que en este caso no podríamos diferenciar entre un '0' y la pérdida de señal). Al hacerlo así, se podrán enviar más de dos valores binarios distintos, aumentando la eficiencia de transmisión. Por ejemplo, imaginemos que tenemos cuatro posibles valores de amplitud. Esto permitiría enviar cuatro grupos de bits -que denominamos símbolos- distintos ('00', '01', '10' y '11'), duplicando la eficiencia que si sólo utilizásemos dos valores de amplitud. Cuanto mayor sea el tamaño de los símbolos que enviemos, mayor será la eficiencia de la transmisión, pero será más complicado recibir el símbolo correctamente (es más difícil discernir entre dos valores de amplitud cercanos, porque al haber más posibles valores de amplitud con un mismo máximo, estos valores estarán más cerca entre ellos).


a) Moduladora b) Portadora c) OOK d) ASK (con dos símbolos) [open.edu]


ASK con cuatro símbolos (cuatro posibles valores de amplitud) [open.edu]

No obstante, esta modulación tiene el mismo gran problema que AM: el ruido. Esto hace que en la práctica no sea una modulación muy utilizada en sistemas complejos, reduciéndose su uso a transmisiones digitales sencillas y en distancias cortas. Sin embargo, esta modulación encaja muy bien en transmisiones por fibra óptica, donde no hay apenas ruido y usar esta tecnología permite utilizar emisores y receptores sencillos (simplemente un LED o láser que emita más o menos potencia en función del símbolo enviado, y un fotorreceptor estándar al otro lado del canal).

En el próximo post os hablaremos del equivalente digital a FM: la Modulación por Desplazamiento de Frecuencia (FSK).

¡Hasta entonces! :)



Y ya sabéis, si os quedáis con hambre:

    email this       edit

0 comentarios:

Publicar un comentario