*Datos digitales, señales analógicas

- Técnicas de codificación

Para transmitir datos digitales mediante señales analógicas es necesario convertir estos datos a un formato analógico. Para esto existen varias técnicas.

1. Desplazamiento de amplitud (ASK): los dos valores binarios se representan por dos valores de amplitud de la portadora, por ejemplo s(t)=A x Cos (2 x pi x f x t) simboliza el 1 y s(t)= 0 simboliza el 0. Aunque este método es muy sensible a cambios repentinos de la ganancia, es muy utilizado en fibras ópticas (1 es presencia de luz y 0 es ausencia de luz).

2. Desplazamiento de frecuencia (FSK): en este caso, los dos valores binarios se representan por dos frecuencias próximas a la portadora. Este método es menos sensible a errores que ASK y se utiliza para mayores velocidades de transmisión que ASK, para transmisiones de teléfono a altas frecuencias y para LAN's con cables coaxiales.

3. Desplazamiento de fase (PSK): en este caso es la fase de la portadora la que se desplaza. Un 0 se representa como una señal con igual fase que la señal anterior y un 1 como una señal con fase opuesta a la anteriormente enviada. Utilizando varios ángulos de fase, uno para cada tipo de señal, es posible codificar más bits con iguales elementos de señal.

*Datos analógicos, señales digitales

Para transmitir datos analógicos en señales digitales es preciso realizar un proceso de digitalización de los datos. Este proceso y el siguiente de decodificación la realiza un dispositivo llamado codec.

- Modulación por codificación de impulsos

Se basa en el teorema de muestreo: " Si una señal f(t) se muestrea a intervalos regulares de tiempo con una frecuencia mayor que el doble de la frecuencia significativa más alta de la señal, entonces las muestras así obtenidas contienen toda la información de la señal original. La función f(t) se puede reconstruir a partir de estas muestras mediante la utilización de un filtro pasa-baja ".

Es decir, se debe muestrear la señal original con el doble de frecuencia que ella, y con los valores obtenidos, normalizándolos a un número de bits dado (por ejemplo, con 8 bits habría que distinguir entre 256 posibles valores de amplitud de la señal original a cuantificar) se ha podido codificar dicha señal. En el receptor, este proceso se invierte, pero por supuesto se ha perdido algo de información al codificar, por lo que la señal obtenida no es exactamente igual que la original (se le ha introducido ruido de cuantización). Hay técnicas no lineales en las que es posible reducir el ruido de cuantización muestreando a intervalos no siempre iguales.

- Modulación delta

Esta técnica reduce la complejidad de la anterior mediante la aproximación de la función a codificar por una función escalera lo más parecida posible. De esta forma, cada escalón de la escalera ya puede ser representado por un valor (en 8 bits, uno entre 256 posibles valores de amplitud).La elección de un adecuado salto de escalera y de la frecuencia de muestreo pueden hacer que se modifique la precisión de la señal. La principal ventaja de esta técnica respecto a la anterior es la facilidad de implementación.

- Prestaciones

Las técnicas de transmisión digital están siendo muy utilizadas debido a:

- Al usar repetidores en lugar de amplificadores, no hay ruido aditivo.
- Al usar técnicas de multiplexación por división en el tiempo, no hay ruido de intermodulación.
- Las señales digitales son más fáciles de emplear en los modernos circuitos de conmutación.

*Datos analógicos, señales analógicas

La modulación consiste en combinar una señal de entrada con una señal portadora para producir una señal cuyo ancho de banda esté centrado en torno a la frecuencia de la portadora. Este proceso es necesario para transmitir datos digitales mediante señales analógicas, pero no se sabe si está justificado para transmitir datos analógicos.
Este proceso es necesario ya que para transmitir señales analógicas sin modular, tendríamos que utilizar enormes antenas y tampoco podríamos utilizar técnicas de multiplexación por división en frecuencias.

- Modulación en amplitud

Consiste en multiplicar la señal original por la portadora y de esta forma se obtiene la forma original pero sólo utilizando los máximos y los mínimos de la señal modulada. De esta forma, se puede reconstruir la señal original y se evita la utilización de enormes antenas. Hay una aproximación que utiliza sólo la mitad del ancho de banda y se necesita menos potencia para su transmisión. Pero esta aproximación y otras quitan la portadora, con lo que se pierde el poder de sincronización de la señal.

- Modulación en ángulo

Se puede hacer que la señal portadora tenga cambios de fase que recreen la señal original a modular (modulación en fase) o también que la portadora tenga cambios de frecuencia que simulen la señal original a modular (modulación en frecuencia). El inconveniente de estas dos modalidades de modulación es que requieren mayor ancho de banda que la modulación en amplitud.