Modulación

La modulación es un proceso que toma una señal simple (como una onda sinusoidal) y codifica otra señal dentro de ella para transmitir información. Permite que los datos analógicos y digitales viajen a través de ondas de radio, cables telefónicos y líneas de cable coaxial. Los dispositivos que modulan y demodulan señales para transmitir datos a través de Internet se llaman módems.

Primero, un circuito llamado modulador recibe una señal entrante, conocida como señal de modulación, que contiene datos para transmitir. Esta señal de modulación puede ser un dato analógico, como una señal de audio de un micrófono, o una señal digital llamada flujo de bits. El modulador combina la señal de modulación con una señal de mayor frecuencia, llamada señal portadora u onda portadora, modificando su amplitud, frecuencia o fase. Esa onda portadora viaja a través de un medio de transmisión, como ondas de radio o un cable de transmisión. Un demodulador en el otro extremo recibe la señal y aplica un proceso inverso para separar la señal de modulación de la señal portadora.

Modulación analógica

El uso más común de la modulación analógica es transmitir señales de radio a largas distancias. Antes era el método principal para enviar otras señales, como las de televisión y comunicación de voz, pero ahora esas señales usan modulación digital.

Hay tres métodos principales para modular señales analógicas:

• Modulación de amplitud (AM) modula una señal haciendo que la amplitud de la onda portadora sea mayor o menor para transportar la señal de modulación, mientras la frecuencia de la onda portadora permanece constante.
• Modulación de frecuencia (FM) modula una señal manteniendo constante la amplitud, pero cambiando la frecuencia de la onda portadora según la señal de modulación. La FM es menos susceptible a las interferencias que la AM.
• Modulación de fase (PM) modula una señal cambiando la fase de la onda portadora según la amplitud de la señal de modulación. Tanto la amplitud como la frecuencia de la onda portadora permanecen constantes.

Modulación digital

La modulación digital puede transmitir un flujo de bits de datos digitales mediante señales analógicas, como las que circulan por líneas telefónicas o de cable (usando módems), o señales de radio digitales (Wi-Fi, Bluetooth o redes celulares).

En lugar de modular una onda portadora para transportar otra señal, la modulación digital modula la onda portadora para transmitir un flujo de bits. La forma más básica de modulación digital envía un bit a la vez cambiando la señal entre dos estados: encendido (1) y apagado (0). El número de veces que una señal modulada puede cambiar por segundo se conoce como tasa de baudios.

Los métodos más avanzados usan un alfabeto de modulación para transmitir datos de forma más eficiente. Un alfabeto de modulación puede codificar varios bits en un solo tono. Por ejemplo, un método puede codificar grupos de 2 bits usando cuatro tonos distintos: un tono para 00, otro para 01, un tercero para 10 y el cuarto para 11. En cambio, un método que codifica 4 bits a la vez usaría 16 tonos diferentes.

Existen muchos tipos de modulación digital, pero los más comunes son los siguientes:

• Modulación por desplazamiento de fase (PSK) modula una señal cambiando la fase de la onda portadora entre un conjunto finito de valores.
• Modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK) modula una señal cambiando la frecuencia de la onda portadora entre un conjunto finito de frecuencias. La modulación por desplazamiento de frecuencia de audio (AFSK) es un método de modulación digital utilizado en los primeros módems de computadora.
• Modulación por desplazamiento de amplitud (ASK) modula una señal cambiando la amplitud de la onda portadora entre un conjunto finito de amplitudes. La modulación ASK transmite datos digitales a través de líneas de fibra óptica cambiando la amplitud de la luz enviada por los cables.
• Modulación de amplitud en cuadratura (QAM) modula una señal cambiando la amplitud de dos ondas portadoras independientes que están desfasadas entre sí. QAM forma parte de la especificación de comunicaciones Wi-Fi.