¿Qué es la modulación y demodulación en un módem?

En electrónica y telecomunicaciones, la modulación es el proceso de variar una o más propiedades de una forma de onda periódica, llamada señal portadora , con una señal de modulación que típicamente contiene información a transmitir.

Supongamos que desea enviar 0 y 1 a través de un cable. Realmente no escribes 0 y 1 con un bolígrafo y esperas que sean recibidos. Necesitas convertir esto de alguna manera en una onda que viaja por el cable. Por ejemplo, puede encender la corriente cuando es 1 y apagarla cuando es 0 (modulación de amplitud). O puede transmitir múltiples símbolos usando múltiples amplitudes: 0 = sin corriente, 1 = corriente media, 2 = corriente alta, etc. También puede variar la corriente y cambiar la frecuencia con la que varía (0 = baja frecuencia, 1 = alta frecuencia).

Lo que debe tener en cuenta es que cuando la corriente (o la luz en el caso de la fibra óptica) viaja a través del cable a largas distancias, se mancha y se le agrega ruido. Por lo tanto, lo que recibe no es exactamente lo que se envía, sino una versión distorsionada de lo que se envía. Debe elegir sus señales para 0 y 1 de manera inteligente de tal manera que incluso en presencia de ruido / distorsión pueda recuperar los 0 y 1 originales con mayor o menor precisión en el receptor. Una forma de hacerlo es aumentar la potencia de la señal.

Una analogía muy simple para entender lo que está sucediendo en el procesamiento de señales es pensar en el lenguaje humano mismo. Cuando hablas, constantemente estás convirtiendo el lenguaje en formas de onda de sonido (modulación). Cuando escuchas, estás convirtiendo las ondas de sonido nuevamente al lenguaje (demodulación). Ahora imagine que hay mucho ruido en una habitación muy concurrida. Luego escuchas una versión muy distorsionada de lo que dijo tu amigo. En otras palabras, no puedes escuchar a tu amigo. En ese caso, hablas más alto en relación con el ruido. Por lo tanto, la capacidad de comunicarse bien depende de qué tan alto hable en relación con el ruido de fondo. Por ejemplo, para llamar la atención de todos, siempre puedes gritar con un micrófono. Ahora imagina que estás muy lejos de tu amigo y quieres hablar con él. Sabes que tienes que hablar más alto, de lo contrario él no puede escuchar. Cuanto mayor sea la distancia, más fuerte debe hablar.

Ahora imagina que tu amigo hablará en un idioma que no entiendes. Luego te pide que repitas lo que acaba de decir. ¿Es fácil? ¡Por supuesto no! Tanto usted como su amigo deben tener un lenguaje común para entenderse fácilmente. Del mismo modo, para un sistema de comunicaciones, tanto el emisor como el receptor deben comprender claramente y acordar qué señal es un 0 y qué señal es un 1. Usted conoce la onda de sonido exacta asociada con cada palabra en su idioma. Esa es la clave para poder reproducir el sonido cuando está distorsionado. Busca la palabra más cercana que coincida con el sonido que escucha, por lo tanto, puede compensar la distorsión en el sonido debido a un lenguaje común. La mayoría de las estrategias de modulación son simplemente formulaciones matemáticas de este concepto simple que lo ayudan a encontrar un lenguaje común y usarlo para comunicarse.

Cuando no entiendas lo que dijo tu amigo, le pedirás que repita su oración. Un buen orador repetirá las piezas clave de información varias veces para que las recuerde claramente. Del mismo modo, un buen esquema de comunicación debe tener suficientes repeticiones / redundancias / patrones en las señales para que, en presencia de ruido, podamos identificar la señal correcta que se envió.