Los efectos del ruido en los sistemas de comunicación

Escrito por j.t. barett | Traducido por andrea galdames
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Los efectos del ruido en los sistemas de comunicación
Todos los equipos electrónicos producen cierta cantidad de ruido. (Thinkstock/Comstock/Getty Images)

El ruido, la presencia de fluctuaciones aleatorias de una señal, es el enemigo natural y omnipresente en los sistemas de comunicación. El propósito de la comunicación es transmitir información y el ruido degrada la información. El ruido está indisolublemente unido a la física de los materiales en las vibraciones de las moléculas. Afortunadamente, los diseñadores pueden crear sistemas que toleren el ruido y evitar que interfieran indebidamente con las comunicaciones

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Fuente de ruido

Los sistemas modernos de comunicaciones son circuitos electrónicos y siempre tienen una cierta cantidad de ruido eléctrico. A temperatura ambiente, las moléculas en un objeto que parece completamente inactivo en realidad vibran a altas velocidades y en direcciones aleatorias. En los componentes electrónicos se produce una pequeña cantidad de ruido eléctrico. El ambiente también produce su cuota de ruido electrónico, como por ejemplo la caída de rayos y los efectos de las erupciones solares. Las ondas de radio viajan por el aire recogiendo ruido, cuanto más lejos viajan las ondas, más ruido acumulan.

SNR y la inteligibilidad

Los científicos miden ruido en los sistemas de comunicación con una figura llamada relación de señal a ruido o SNR (por sus siglas en inglés). Este es el poder de la señal que se desea enviar, dividido por el ruido que no se quiere y por lo general se expresa en decibelios (dB). Por ejemplo, si tienes una señal de un vatio que contiene 0,01 vatios de ruido, se divide un vatio por .01 y obtiene 100, luego se toma el logaritmo común para las dos y se multiplica por 10 para llegar a una SNR de 20 dB. Esta es una mala cifra SNR, si tienes una radio de bolsillo con 20 dB SNR, no serías capaz de entender el habla o la música que transmite. Los científicos establecer una SNR mínima de 25 dB para inteligibilidad. Cuanto mayor sea la SNR, más clara será la señal. Un amplificador estéreo bueno, por ejemplo, tiene una SNR de 80 dB o mejor.

Analógico

Los sistemas de comunicaciones analógicos utilizan circuitos electrónicos tradicionales, tales como amplificadores, receptores y transmisores. Aunque los sistemas analógicos son más simples que los digitales, el ruido en ellos es acumulativo. Un técnico de comunicaciones tiene conocimiento del ruido producido en cada punto en la cadena de señal, cuanto mejor el equipo, mayor es la SNR. Una vez que el ruido entra al sistema, nunca se va y el ruido producido en cualquier parte de la transmisión se suma a lo que ya existe. Si la calidad global de todos los componentes es una SNR de 30 dB o más, las señales son al menos inteligibles; para una alta calidad de emisión, esta cifra debe ser de 50 dB o mejor.

Digital

Los sistemas digitales de comunicación convierten las señales analógicas en datos digitales, las almacenan y transmiten. A continuación, se reconvierten en señales analógicas. Los datos digitales tienen la ventaja de ser discretos. Las comunicaciones digitales de sistema, como los analógicos, no son inmunes a los ruidos, pero los diseñadores pueden utilizar trucos para evitar que el ruido se acumule. Por ejemplo, los circuitos de comunicaciones digitales utilizan una estrategia llamada ECC (por sus siglas en inglés), o código de corrección de errores. Los datos adicionales en la parte superior de cada byte dan una señal digital transmitida. Estos datos contienen información matemática relacionada con la señal, un ordenador comprueba la parte de datos contra la parte ECC y si detecta uno o dos puntos negativos, automáticamente los puede arreglar. El exceso de ruido digital, sin embargo, borra datos con tanta seguridad como lo hace la señal analógica. Es por eso que un CD rayado saltará: sus datos han sido tan dañados que su ECC no se puede arreglar.

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