2.1. Canals de transmissió

La transmissió d’informació en els sistemes actuals de telecomunicacions es vehicula a través de canals diversos: cable i ones electromagnètiques.

El   cable de coureés conductor de l’   electricitati, per tant, la informació es transmet variant la tensió o del corrent elèctric. El dispositiu d’emissió adequa el senyal elèctric perquè pugui ser portador de la informació i ser desxifrat en el dispositiu de recepció. És el canal emprat en les línies de telefonia i dades, ADSL.

El cable de   fibra òpticaés «conductor» de   llum. La informació es transforma en impulsos de llum que viatgen a gran velocitat. Es fa servir en conexions a internet a molt alta velocitat i en serveis de televisió per cable.

Les   ones electromagnètiqueses constitueixen en un canal de transmissió que pot viatjar per l’atmosfera terrestre i l’espai, sense cable. La informació s’hi incorpora variant paràmetres de les ones. Aquest és el canal emprat per un sistema Wi-Fi o la ràdio. Les seves característiques fan possible l’ús de satèl·lits de comunicacions que orbiten al voltant de la Terra.

 2.2. Comunicacions analògiques i digitals

El canal de transmissió condiciona el tipus de magnitud que transportarà la informació. En el cas del coure, es varia la tensió o la intensitat de corrent elèctric; en la fibra òptica, es modifica la intensitat de llum, i en el cas de les ones electromagnètiques, es modifica la intensitat del camp elèctric i del camp magnètic. En tots els casos, les variacions de les magnituds es fan en relació amb el temps.

Una tensió elèctrica pot variar en un rang numèric continu, per això és una magnitud analògica.

Un bit només pot representar dues informacions; per tant, per representar més valors, ha de combinar-se amb més dígits per formar codis de representació de la informació. Alguns exemples d’informacions digitals serien l’estat d’una bombeta: apagada-encesa, o l’estat d’una porta: oberta-tancada.

La telefonia, la ràdio i la televisió, fins fa pocs anys, tant per cable com sense, empraven tècniques analògiques per transmetre la informació. Això significa que el so i la imatge es convertien en valors de tensió elèctrica variable que podien ser transmesos per cable de coure, o bé podien modificar les ones electromagnètiques.

Les comunicacions analògiques presenten inconvenients:

El senyal digital, des del punt de vista de la transmissió, és molt més «robust» que el senyal analògic, és a dir, més insensible a les interferències i amb la possibilitat de recuperar informació perduda. Atès que treballa amb dos nivells, l’efecte de la degradació amb la distància és menor. Permet transferir més informació pel mateix canal que amb el senyal analògic.

Un sistema digital ha de gestionar moltes unitats d’informació o bits per representar la informació a transmetre. Això es resol amb seqüències de bits que viatgen una darrere l’altra a   gran velocitat.

La   velocitat de transmissió digitald’un mitjà és una característica molt important per valorar-ne l’eficiència. Aquesta es mesura en   bits per segon, o   bps.

Quan les dades digitals surten dels emissors, se’ls afegeix una informació addicional per tal d’assegurar-ne la integritat en la recepció. Uns programes residents en els receptors, amb aquesta informació afegida, són capaços de corregir els errors que s’hagin pogut produir en el procés de transmissió. Aquesta tècnica afegeix una gran   fiabilitat a la transmissió de dades digitals.

 2.3. Telefonia, ràdio i televisió

La   telefoniaha permès la comunicació de veu persona a persona, de manera bidireccional, primer en ubicacions fixes mitjançant cable i, posteriorment, en ubicacions mòbils amb la telefonia sense fils. També ha evolucionat de la tecnologia analògica a la digital.

La telefonia requereix d’una infraestructura complexa per interconnectar els telèfons fixos i els mòbils i en diferents parts del planeta. Els canals de transmissió per on viatgen els senyals són diversos: cable de coure, fibra òptica, ones electromagnètiques, satèl·lits.

Per a la identificació dels telèfons de manera inequívoca, hi ha un sistema de numeració que es compon d’un conjunt de dígits: uns identifiquen el país, precedits del símbol +, i els altres identifiquen el terminal. Aquests dígits permeten l’encaminament de les trucades a través de les centrals telefòniques, que són les gestores del sistema.

La   telefonia mòbiles basa en la transmissió bidireccional d’ones electromagnètiques, de manera que una xarxa d’antenes terrestres dóna servei de cobertura als terminals de la seva àrea. Aquestes antenes estan connectades a centrals que gestionen el trànsit telefònic. La seva distribució és estratègica per tal de no deixar àrees sense cobertura. La distància entre antenes pot estar entre 800 m i 8 km.

La   ràdioés un sistema de comunicació que empra les ones electromagnètiques com a canal de transmissió. S’utilitza per a comunicacions bidireccionals, entre punts fixos o mòbils, com els bombers, la policia, els vaixells i els avions, els taxis, l’exèrcit, etc.

La   radiodifusióés un sistema de comunicació unidireccional per a la distribució de notícies, música, debats, publicitat, programes, etc., que s’emet per a una audiència de radiooients.

Per fer l’emissió, el centre o dispositiu emissor genera una ona electromagnètica, d’una freqüència fixa, anomenada   portadora. La informació se sobreposa en la portadora, en un procés anomenat   modulació. Hi ha diverses tècniques de modulació: la modulació d’amplitud (AM) i la modulació de freqüència (FM).

La banda comercial d’FM és la que té més acceptació per la seva major qualitat de so i la resistència a les interferències. Els receptors capten a través de l’antena les ones de ràdio i és amb el sintonitzador que l’usuari selecciona la freqüència de l’emissora que vol escoltar. L’electrònica de l’aparell elimina la portadora i recupera el senyal del so que s’amplifica per ser escoltat.

La   televisió és un dels mitjans de comunicació que ha tingut més impacte en el segle xx. Des de les primeres emissions en blanc i negre, amb transmissió analògica, fins a les actuals en color d’alta definició, en transmissió digital, la televisió ha experimentat uns canvis importantíssims.

La captació de la imatge es realitza amb càmeres proveïdes de   sensors d’imatgeque exploren periòdicament l’àrea de visió i transformen la intensitat de llum i el color en impulsos elèctrics digitals. El so es capta simultàniament amb la imatge i segueix un tractament en paral·lel a aquesta. Imatges i so es comprimeixen en un format digital. Això garanteix un so de millor qualitat, comparable al d’un CD, i una imatge d’alta definició en format panoràmic. A més, s’afegeix una altra informació, com ara el títol del programa o altres bandes de so per canviar l’idioma de recepció, etc.

En el centre emissor, els senyals comprimits modulen una ona portadora, de manera semblant a l’emissió analògica de ràdio, però amb una tècnica digital, la qual li dóna el nom de   televisió digital terrestre(TDT). Aquesta tècnica permet disposar de més canals de televisió.

Al receptor de televisió hi arriben el senyals captats per l’antena, i en l’etapa de sintonització se selecciona la portadora del canal de televisió que es vol veure. El senyal seleccionat passa l’etapa de descodificació que separa els diferents components: imatge, so i altres dades per enviar-los als circuits de tractament específics: àudio, imatge i dades.

La   pantalla planaha passat per diferents tecnologies que no s’han de confondre. En un primer moment, van ser les de plasma; després, les de cristall líquid o LCD ( Liquid Crystal Display) i, actualment, les de díodes emissors de llum,   LED ( Light Emitting Diode), amb menys consum d’energia.

 2.4. Sistemes de posicionament terrestre

T’has preguntat alguna vegada com funciona un receptor de GPS per determinar la seva posició en coordenades geogràfiques?

Els antics navegants determinaven la posició amb instruments manuals, com l’astrolabi, fixant-se en la posició de les estrelles. A l’hemisferi nord la referència és l’estel polar, i a l’hemisferi sud, l’estrella del Sud. El sistema requereix moltes correccions, ja que la Terra no és absolutament esfèrica.

En primer lloc, cal entendre com funciona el sistema de coordenades geogràfiques per situar qualsevol punt del globus terraqüi.

Aquest es fonamenta en un sistema de coordenades esfèriques que tenen dos valors: la   latitud(l) i la   longitud(L), que s’expressen en graus, habitualment decimals. La latitud correspon a la coordenada vertical (direcció Nord-Sud), i la longitud a la coordenada horitzontal (direcció Est-Oest).

Amb aquest sistema, el globus queda dividit en quatre quadrants:

El   sistema de posicionament terrestre GPS( Global Positioning System) és el sistema predominant, tot i que n’hi ha d’altres. Tots es basen en un conjunt de   satèl·litsque orbiten al voltant de la Terra. Aquests envien un senyal radioelèctric contínuament a la Terra, que els receptors empren per calcular la posició. Fa falta la connexió a un mínim de tres satèl·lits. Com més satèl·lits connecti l’aparell receptor, més exacta serà la determinació de la ubicació, amb un error màxim que pot estar entre

Aquesta tecnologia està integrada en moltes aplicacions que són a l’abast del públic: navegadors per al desplaçament en vehicle o a peu, geolocalització, etc.