miércoles, 26 de agosto de 2015

Tipos de modulación. Radio analógica y digital

La radio que conocemos es analógica. En este caso, la onda radial transporta el sonido original –la música o la voz de un locutor– que puede verse sometido a interferencias atmosféricas o de otros equipos eléctricos. Las señales analógicas también pueden resultar bloqueadas o distorsionadas por los accidentes del terreno o los grandes edificios.

Las tres técnicas de modulación analógica son:

-      Modulación de la amplitud (AM o amplitud modulada).
-      Modulación de la frecuencia (FM o frecuencia modulada).
-      Modulación de la fase (PM o fase modulada).

Las más usadas y que todos conocemos son AM y FM.

Modulación de la amplitud (AM o amplitud modulada)

- La amplitud de la onda portadora es modificada por la señal (onda moduladora).


Modulación de la frecuencia (FM o frecuencia modulada)

- La frecuencia de la onda portadora es modificada por la señal (onda moduladora).




Los elementos que distinguen un sistema de radio digital de un sistema de radio analógico, es que en un sistema de radio digital, las señales de modulación y demodulación son pulsos digitales, en lugar de formas de ondas analógicas. En radio digital se utiliza portadoras analógicas, al igual que los sistemas convencionales.
La Radio Digital permite un uso más eficiente del espectro electromagnético y ofrece a los emisores una banda más ancha para incluir servicios adicionales. La señal de Radio Digital es convertida en "bits" que son transportados por las ondas radiales de tal manera que resisten las interferencias. El sonido es casi perfecto.

 En esencia, hay tres técnicas de modulación digital que se suelen utilizar en sistemas de radio digital:
-      Transmisión (modulación) por desplazamiento de frecuencia (FSK)
-      Transmisión por desplazamiento de fase (PSK)
-      Modulación de amplitud en cuadratura (QAM).

Modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK)

La frecuencia de la onda portadora (analógica) es modificada por la señal moduladora (digital).



Modulación por desplazamiento de fase (PSK)

La fase de la onda portadora (analógica) es modificada por la señal moduladora (digital).


Modulación de amplitud en cuadratura (QAM)

Con esta técnica de modulación, dos señales independientes modifican en amplitud y fase, una misma onda portadora desfasada 90 grados.






Modulación

La radiocomunicación se realiza a través del espectro radioeléctrico, ubicado en el rango de ondas electromagnéticas que van de 3KHz a 3000GHz dentro del espectro electromagnético. Sus propiedades son diferentes dependiendo de sus bandas de frecuencia. Existen bandas conocidas como baja frecuencia, media frecuencia, alta frecuencia, muy alta frecuencia, ultra alta frecuencia, etc. El comportamiento de las ondas es diferente en las distintas bandas.


La modulación es un proceso por el cual codificamos la información sobre una señal portadora.
Así podemos aprovechar mejor el canal de comunicación, transferir más información simultánea y proteger la información de posibles interferencias y ruidos.
  La onda portadora es una onda, generalmente senoidal, modificada en alguno de sus parámetros (amplitud, frecuencia o fase) por una señal de entrada denominada moduladora con el fin de transmitir una información. Esta onda portadora es de una frecuencia mucho más alta que la de la señal.



Modulación para facilidad de radiación:
Para radiar señales electromagnéticas se requieren antenas de al menos 1/10 de su longitud de onda. Para algunas señales de audio que tienen componentes de baja frecuencia se necesitaría una antena de kilómetros de longitud si se radiaran directamente. Mediante la modulación se pueden sobreponer las señales sobre una señal portadora  de alta frecuencia, con lo que se consigue reducir mucho el tamaño de la antena.



Modulación por asignación de frecuencia:

Podemos seleccionar y separar una de varias estaciones en un mismo medio de transmisión, ya que cada una tiene asignada una frecuencia portadora diferente. Esto no sería posible si no fuera por la modulación.


lunes, 17 de agosto de 2015

Historia antigua de la radio.

Los comienzos de la hoy llamda radio, no fueron para nada buscados, ya que como muchos otros grandes inventos no fueron descubiertos a propósito, sino que surgieron por casualidad o por una aplicación diferente a la inicial.

En el siglo XIX, casi XX, el mundo se encontraba sumido en una gran incertidumbre política, por lo que las diferentes mentes brillantes del mundo, trataban insistentemente de encontrar una forma de comunicarse que no requiriese el uso de cables. El actual telégrafo se antojaba inseguro.

Hertz fue un nombre con gran repercusión en la historia de la radio, y es que gracias a sus experiencias, grupos de investigación comenzaron a buscar modos de alcanzar la telegrafía sin hilos. El principal uso sería militar, ya que permitiría comunicarse con las tropas a larga distancia y sobre todo y más exclusivo de este sistema, permitiría la comunicación con los navíos en alta mar.

La figura más conocida si hablamos de la radio es Guglielmo Marconi, este científico se lleva todo el mérito en la invención de la radio, y aunque eso no siempre es justo, y en este caso no es diferente, Marconi si que fue el único que fue capaz de unificar todos los conocimientos y hallazgos existentes hasta entonces en un sólo equipo. Aunque no se pueden olvidar nombres de grandes propulsores de este invento como Tesla o Hertz, entre otros.

El impacto fue brutal, las naciones se hicieron mucho más pequeñas, ya que se podían comunicar entre unos y otros salvando accidentes geográficos, pero con bastante menos seguridad en las comunicaciones.

La vida militar de la radio comenzó a dar paso a la vida civil de la misma, y es que rápidamente se le buscó una aplicación para la vida cotidiana, que significaría una auténtica revolución. La información y la música comenzaron a llegar a las casa, hasta entonces aisladas de ello.

En cuestión de meses los sistemas de radiodifusión comenzaron a extenderse por el mundo, pero hasta los años 20 no se establecieron definitivamente las transmisiones regulares con programas par el entretenimiento.

Al final de la década de los 30 aparecen los primeros sistemas basados en modulación de frecuencia, que se utilizaron para complementar a los de modulación de amplitud. Este fue un gran salto para reducir las interferencias y la estática en los receptores.

Una vez que tenemos la radio funcionando con varias emisoras en varios países, el siguiente objetivo era hacerlo llegar a todas las casas, por lo cual se procedió a crear receptores sin un elevado coste.

El primer receptor de bajo coste que encontramos es la radio de galena, la cual funcionaba gracias a un cristal semiconductor de sulfuro de plomo, y era capaz de captar señales AM y FM, aunque la capacidad de captar estas últimas se descubrió después.
Esta radio no necesitaba alimentación externa, ya que las propias ondas de radio le daban la energía necesaria, con su consecuente inestabilidad en el funcionamiento.



 Para solucionar estos problemas había que lograr la amplificación, y para esto los primeros receptores estaban basados en válvulas de vacío, por lo tanto se trataba de equipos de enormes dimensiones, que servían para el uso en domicilio, pro impedían enormemente su movilidad.

Por último y tras varias décadas de investigación, llega el transistor, y con el, se produce un salto en los receptores y en las características y funcionalidades de estos. Es en este punto cuando podemos considerar el nacimiento de la radio moderna como la conocemos hoy en día.

A continuación se adjuntan algunas imágenes significativas de la historia de la radio:

Guglielmo Marconi y los inicios de la radio
Radio de galena
Una de las primeras radios comerciales

domingo, 16 de agosto de 2015

Evolución de las transmisiones en el ejército español.

La historia de las transmisiones en el ámbito militar comienza en 1711 con la creación del Cuerpo de Ingenieros por parte del entonces monarca Felipe V.
El primer sistema utilizado en las transmisiones fue la telegrafía óptica. Las primeras redes provisionales de este tipo de telegrafía se comenzaron a construir a finales del siglo XVIII durante las guerras para poder transmitir información sobre el enemig. Hhacia la mitad del siglo XIX se comenzaron a construir las líneas permanentes.

En la siguiente imagen se puede apreciar la disposición de la red telegráfica militar en 1844:


Ya en el siglo XX con la participación en la Guerra de África se extendieron numerosas redes ópticas en el continente.
En la segunda mitad de este siglo es cuando se produce una gran revolución en cuanto al material de transmisiones, ya que los avances tecnológicos permitían incorporar equipos de mayor complejidad y precisión.

A finales del siglo XX y ya entrando en el siglo XXI se da un paso mucho mas grande en cuanto a la revolución en las transmisiones, se produce un salto tecnológico gigante, ya que entra en juego el SECOMSAT, en 1992, en Bosnia-Herzegovina. Más tarde, con la llegada de los terminales Asturias, la hasta entonces utilizada radio HF queda relegada y entran en juego los terminales satélites tácticos, cuya capacidad de alcance ensombreció a la de los equipos de la época.
A la vez que se producía esta revolución en los equipos, estaba gestándose en paralelo otra revoluciñon importantísima en el campo de las transmisiones, y es que se pasa de las simples comunicaciones, a la transmisión de información, lo cual fue permitido por la llegada a principios del 2000 del SIMACET. A la par que los equipos aumentaban su complejidad y sus capacidades, los mandos y soldados han tenido que ir aumentando sus conocimientos de las mismas y de la materia para poder seguirles el ritmo a estos avances tecnológicos,
Por si toda esta complejidad no era suficiente, hubo que crear el Cuartel General Terrestre de Alta Disponibilidad a petición de la OTAN, por lo cual hubo que acometer una gran operación de construcción y acreditación de un centro a la vanguardia de las comunicaciones en el cual destacaba la seguridad de la información y la interoperabilidad.

A la vez que se produce la modernización y reorganización de los equipos y sistemas se da paso al avance de las redes de Transmisiones permanentes. EL propósito es unificar las redes locales aisladas que hasta el momento daban servicio en las diferentes unidades, y por ello se crea un sistema común único, por el cual se puede producir la comunicación de todos los miembros de las FAS, como un sistema de correo electrónico y mensajería oficial.

Por último y hablando del ámbito más reciente en la historia de las transmisiones, nos encontramos un ámbito que avanza a pasos agigantados, y no podía ser otro que la Guerra Electrónica (EW), El prototipo GESTA ha sido pionero en este campo, permitiendo mejorar la actuación sobre los medios de radio modernos y empezar a introducirnos de manera muy superficial aún en el mundo de la Guerra Electrónica.

A continuación veremos un conjunto de los medios que se han utilizado y que se utilizan hoy en día en el campo de las Transmisiones:


Soldado de Transmisiones con heliógrafo
Radio HF

PNR 500 
PR4G




 Estación de Guerra Electrónica