¿Qué es un retraso de propagación de señal?

Escrito por j.t. barett | Traducido por paula ximena cassiraga
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¿Qué es un retraso de propagación de señal?
Los retrasos de propagación de señal limitan la velocidad a la que funcionan los chips de una computadora. (Thinkstock Images/Comstock/Getty Images)

Las ondas de radio en el aire, los pulsos de luz en un cable de fibra óptica y las señales electrónicas en un cable de cobre viajan a velocidades finitas pero altas. La velocidad de la señal cambia, dependiendo del material por el que viaja. El tiempo que le lleva a una señal viajar entre sus puntos de transmisión y recepción se llama retraso de propagación. Limita la velocidad máxima a la que puedes comunicarte usando cualquier tipo de señal, incluyendo datos de computadora.

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Velocidad de la señal

La velocidad más rápida a la que cualquier señal puede llegar es la velocidad de la luz en el espacio, aproximadamente 186000 millas (299337,98 km) por segundo. Tanto la luz como la electricidad tienen el mismo límite de velocidad y son retardadas al viajar en una sustancia. La velocidad de las señales eléctricas en un cable de cobre, por ejemplo, es de 124000 millas (199558,65 km) por segundo o aproximadamente 2/3 del máximo. La luz también disminuye cuando se mueve por el aire, agua o vidrio. Aunque su velocidad sigue pareciendo increíblemente alta, tiene tecnología informática limitada desde finales del siglo XX. Por ejemplo, la luz viaja a aproximadamente un pie (0,30 m) en una billonésima parte de un segundo, por lo que la electricidad en un cable se mueve alrededor de ocho pulgadas (20 cm) en ese tiempo. El reloj de una computadora envía pulsos de temporización a aproximadamente 3 billones de ciclos por segundo. A estas velocidades, los componentes pueden estar, como mucho, a algunas pulgadas de distancia del reloj y permanecer sincronizados.

Retraso del tiempo

Calculas el retraso de propagación de una señal como el tiempo total que le lleva moverse entre su transmisor y su receptor. Para una señal de transmisión de radio, el tiempo que una señal tarda en llegar a la torre transmisora desde el estudio es pequeña con relación al tiempo que tarda desde la torre a tu auto, por lo que el retraso de tiempo de torre-auto es más significante. A 186000 millas por segundo, una señal de radio tarda aproximadamente 1/10000 segundos en llegar a tu auto desde 20 millas (32,18 km) de distancia. Para circuitos informáticos y de comunicaciones que trabajan en la billonésima parte de un segundo, los ingenieros deben tomar los pequeños retrasos de cada componente en consideración.

Límite de comunicaciones

Los retrasos de propagación de señal se tornan un problema para sincronizar aparatos electrónicos a alta velocidad y para comunicaciones simultáneas de dos vías. Por ejemplo, para hablar con un amigo en Marte, a 100 millones de millas de la Tierra, tu señal de radio tarda aproximadamente 10 minutos en llegar, por lo que no obtendrás respuesta hasta pasados los 20 minutos. Para aplicaciones terrestres, las computadoras deben elaborar protocolos de señalización para dispositivos espaciados a más de algunas pulgadas de distancia. Los protocolos aseguran que los datos se muevan de un lugar a otro de manera confiable.

El retraso como una herramienta

En las décadas de 1950 y 1960, la memoria de la computadora explotó los relativos largos tiempos de retraso de la electricidad en ciertos metales. Un circuito transmitía una serie de bits de datos en la parte frontal de un dispositivo llamado línea de retraso, que lo recibía en la parte trasera y amplificaba y transmitía los datos nuevamente a la parte frontal. Los datos iban en círculo, como los autos en una pista de carreras, almacenándose efectivamente. Más recientemente, la tecnología de sistemas de posicionamiento global, o GPS (siglas en inglés), depende de las diferencias de tiempo-retraso entre señales desde satélites en órbita y un receptor GPS. El receptor calcula la posición desde las diferencias de las pocas milésimas de segundo de retraso de las señales satelitales.

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