30/3/11

una de bits (1)

esto es una explicación de lo que me ocupa actualmente en el trabajo. su lectura puede ocasionar somnolencia, desorientación y daño cerebral moderado. gñeeee.


soy ingeniero de telecomunicación, así que mi trabajo consiste básicamente en la transmisión de información (-comunicación) entre dos extremos distantes (tele-)*. algo que parece tan trivial cuando se trata de dos personas hablando cara a cara se puede complicar mucho cuando la cantidad de información es elevada, como cuando quienes hablan son dos ordenadores, o cuando el canal de comunicación no es óptimo, porque hay factores que degradan la información (ruido.)

un problema clásico de degradación de la información es el eco. digamos que transmitimos un dato de información en el lenguaje binario (uno o cero, encendido o apagado, luz o ausencia de luz.) en un canal ideal el extremo receptor observara una versión retardada de dicho dato, retardado porque los extremos son distantes y la velocidad de propagación es finita (límite físico que impone la velocidad de la luz.) pero en realidad ocurre que además de la versión retardada aparecen diversos ecos, que son replicas con un retraso adicional y debilitadas en su intensidad.



el origen de dichos ecos es diverso y depende del medio que usemos para comunicarnos. el del sonido creo que es bien conocido. con la radio ocurre lo mismo, porque las ondas electromagnéticas se transmiten además de por el camino directo entre las antenas, por múltiples rebotes en el suelo, en las montañas, en las capas altas de la atmósfera, etc. (y estos rebotes tienen la desagradable característica de ser procesos aleatorios.) en las conversaciones telefónicas o en los modems adsl ocurren reflejos en los diferentes empalmes y conexiones que tiene la linea. y en las fibras ópticas porque la luz viaja a través de rebotes en la superficie de la fibra y son posibles múltiples caminos desde un extremo hasta el otro del cable.

si tenemos un canal donde se produce el fenómeno del eco lo prudente es no transmitir un nuevo dato hasta que sepamos que se han extinguido todos los ecos en el receptor. pero una medida tan conservadora choca con la tendencia actual, donde cada vez se transmite más y más información. y si queremos transmitir la información más rápido inevitablemente llegará un momento en que los ecos de un dato comenzaran a afectar al dato siguiente y nos degradaran la información. esto es, existe una velocidad máxima para la transmisión de datos.


la alternativa para transmitir los datos más rápido sin sufrir ecos es paralelizar, esto es transmitir la mitad de los datos por un canal y la otra mitad por otro canal independiente. del modo más directo posible tendríamos que tirar dos cables, dos fibras, o colocar dos antenas lo cual es prohibitivo económicamente. el modo indirecto que se suele emplear para limitar el coste es la diversidad espectral, un nombre complejo para algo relativamente intuitivo.

basta imaginar que transmitimos los datos pulsando la tecla do de un piano (o entonando si tienes buena voz.) el receptor escuchará un do y luego los ecos que produzca la nota, de modo que el transmisor podrá pulsar la tecla nuevamente cuando estime que los ecos se han extinguido. pues bien, lo que puede hacer el transmisor para transmitir más datos es pulsar otra tecla del piano al mismo tiempo, por ejemplo un sol. el receptor, si tiene un oído regulero, podrá discriminar el do del sol y recuperar los datos transmitidos. y ¡hop! hemos doblado la velocidad a la que podemos transmitir la información por un canal sin sufrir el eco.


lo bueno de esta estrategia es que podemos seguir multiplicando la velocidad simplemente tocando más teclas del piano a la vez, pagando el coste de cierta complejidad en el tamaño del piano que necesitamos y en la finura del oído que escucha. y ciertamente es lo que se hace, pero usando ordenadores y electrónica en vez de pianos de cola y niños prodigio. de hecho es el sistema que usan adsl y wifi. y los móviles con datos usan un esquema de diversidad similar (en este caso con código.)

seguirá...

* en mi disciplina concreta la transmisión de información entre esos extremos se realiza con sistemas ópticos, pero eso es lo de menos: los fundamentos de la transmisión de información son puramente matemáticos gracias al trabajo de claude shannon.

5 comentarios:

Luis dijo...

jejejej, como molan Alice y Bob. Leyendo los "papers" uno se los imagina de otra forma. Pero creo q tu version se adecua mejor a algo abstracto como es un emisor y un receptor (q no tienen xq ser humanos ;)

me molan estos posts!!!

NIKITA dijo...

:):):) me has aclarado un poquito eso que "sonaba" tan complicado!!!!

mejor hoy?

javi dijo...

Y eso que no me dio por dibujar a Eve. Me pregunto si existira alguna tira comica con los personajes de la criptografia por ahi.

Mejor, ayer sabia donde esta el fallo y hoy se porque falla. Asi que solo me queda resolverlo. ¡Estamos trabajando en ello manito!!!

Goethita dijo...

ummm...interesante...

javi dijo...

Goe, Interesante...¡busquense un hostal!