A nivel de usuario quizás no sea tan popular ni conocida como la banda ancha, pero la banda base es un modo de transmisión muy importante en el sector de las telecomunicaciones. Como pincelada decir que los procesadores o circuitos baseband son uno de los componentes más importantes de los dispositivos móviles pues son los encargados de procesar y controlar las señales de red, asegurando las comunicaciones.
En este artículo te contamos todo lo que tienes que saber sobre ella.
Índice de temas
En qué consiste el concepto de la banda base en telecomunicaciones
El término banda base en telecomunicaciones hace alusión a la banda original de frecuencias de una señal eléctrica antes de que sea modulada para una transmisión a una frecuencia más alta. En otras palabras, señales que son transmitidas en su frecuencia original.
Se trata de un tipo de transmisión de datos donde información analógica o digital se envía por un canal exclusivo, como una red local. La transmisión en banda base emplea la combinación por división de tiempo (TDM, Time Division Multiplexing) para enviar bits simultáneos en todo el ancho de banda del canal de transmisión.
Pero ¿por qué es importante en el mundo telco? La banda base desempeña un papel crucial en las telecomunicaciones, especialmente en las comunicaciones digitales, porque se utiliza para codificar señales digitales y analógicas, lo que permite una transferencia de datos eficiente a través de redes de área local (LAN) como Ethernet. Al emplear la señalización de banda base, los proveedores de comunicaciones garantizan una transmisión de datos fluida y fiable a través de varios sistemas, incluidas las redes Wi-Fi y las conexiones de fibra óptica. Esta tecnología conserva las propiedades esenciales de la señal digital, lo que la hace ideal para aplicaciones que exigen un uso eficiente del ancho de banda y una alta claridad de la señal. Como resultado, la banda base es particularmente adecuada para servicios de Internet de alta velocidad, 5G, transmisión de video y otras aplicaciones intensivas en datos, donde es vital mantener la integridad y el rendimiento de la señal.
Características de la banda base
- La anchura del canal. El ancho de canal es el número de ciclos por segundo que se necesitan para transmitir un mensaje digital a través de la radiofrecuencia utilizada por la banda base. Esto puede variar dependiendo del protocolo y servicio utilizado, pero generalmente oscila entre 2 MHz y 10 MHz.
- Velocidad. La velocidad es la cantidad promedio de datos que pueden ser transferidos en un periodo determinado, generalmente medido en bits por segundo (bps). Esta velocidad también varía dependiendo del protocolo y servicio utilizado, pero generalmente alcanza hasta 8 megabits por segundo (Mbps).
- Alcance. El alcance es la distancia máxima entre los dispositivos conectados a través de esta banda base. Dependiendo del protocolo y servicio usado, este alcance puede variar desde varios metros hasta kilómetros.
- Interferencia. Se refiere al efecto negativo en el funcionamiento normal debido a otros dispositivos o frecuencias presentes en el mismo espacio que podrían interferir con los datos transmitidos a través de la radiofrecuencia utilizada por la banda base. Esta interferencia puede ser causada por fuentes externas como señales electromagnéticas de otros dispositivos, lo que reduce significativamente la calidad del servicio ofrecido por esta banda base.
- Potencia. La potencia determina el alcance máximo posible para los dispositivos conectados a través de una red inalámbrica, así como su resistencia ante interferencias externas antes mencionadas.
Diferencias entre la banda base y la banda ancha
Banda base se refiere a la señal de una sola transmisión en un canal y es utilizada por la mayoría de los usuarios. Esta conexión permite navegar por Internet, enviar correos electrónicos y descargar archivos con una baja velocidad. Por lo general, dichas transmisiones tienen anchos de banda limitados.
Por su parte, la banda ancha lleva más de una señal y cada una de ellas se transmite en diferentes canales, hasta su número máximo de canal. Implica, pues, la transmisión de datos a través de una amplia gama de frecuencias. Dispone de un mayor ancho de banda y se asocia con la transmisión de larga distancia y alta capacidad. Estos sistemas emplean señales de múltiples portadoras para soportar velocidades mucho más altas para realizar las actividades mencionadas en el caso de la banda base. Como puede transmitir múltiples señales simultáneamente, resulta ideal para aplicaciones como la televisión por cable y el acceso a Internet de alta velocidad, donde es necesario transferir grandes cantidades de datos a distancias considerables.
En definitiva, mientras que la banda base se utiliza a menudo para comunicaciones directas de corto alcance, como las conexiones Ethernet dentro de un edificio, la banda ancha es más adecuada para conectar áreas geográficas más grandes, como los hogares, a Internet a través de proveedores de servicios. Cada tecnología tiene sus propias ventajas: baseband ofrece simplicidad y fiabilidad para la transferencia de datos local, mientras que la banda ancha proporciona una mayor capacidad y flexibilidad para una amplia cobertura de red.
Cómo funciona la banda base
La transmisión en banda base se describe como la transmisión de una señal eléctrica bruta que normalmente rodea a un valor cero. Una señal se considera «banda base» cuando incluye frecuencias a 0 Hz o cerca de ella hasta la frecuencia más alta de la señal. Por ejemplo, una señal de transmisión digital de banda base emite una serie de 0 y 1 desde una PC a algún otro dispositivo. Para un dispositivo analógico, como un teléfono, la voz humana imprime una corriente alterna a través de un conductor de una línea telefónica para transmitir el sonido al receptor.
Las señales de baseband pueden estar limitadas a distancia; por lo tanto, es necesario algún tipo de esquema de modulación para condicionar la señal para la transmisión a larga distancia. El dispositivo físico utilizado para modular y demodular una señal portadora suele estar ubicado en el mismo dispositivo llamado módem (o modulador/demodulador).
En este sentido, un procesador de banda base en un dispositivo de comunicación que funciona manejando la señal de banda base, lo que implica tareas como convertir señales digitales en analógicas para la transmisión y al revés, para la recepción. Este proceso, conocido como modulación y demodulación, es fundamental para las comunicaciones.
Quizás hayas oído hablar o leído las siglas BBU, corresponden a Baseband Unit y es un componente clave en los sistemas de comunicación inalámbrica, particularmente en las redes móviles. Procesa las señales de banda base, que como hemos explicado son las frecuencias originales de las transmisiones antes de la modulación. Esencialmente, la BBU actúa como el «cerebro» de una estación base, manejando tareas como el procesamiento de señales, la asignación de recursos y el manejo de protocolos.
Clasificación de señales en la banda base
Tipos de señales de banda base:
- Señales analógicas de banda base: Son señales continuas, como las señales de audio y vídeo.
- Señales digitales de banda base: Son señales discretas, como los datos binarios transmitidos en redes informáticas.
- Señales de banda base multimedia: Son combinaciones de audio, vídeo y otros datos.
- Señales de banda base de baja frecuencia: Estas señales tienen componentes de frecuencia principalmente por debajo de 20 kHz.
- Señales de banda base de alta frecuencia: Estas señales tienen componentes de frecuencia más alta dentro del rango de banda base.
Además de esta tipología, las señales empleadas en banda base se pueden clasificar en unipolares, polares y bipolares
Unipolares
Las señales de banda base unipolares son un tipo de señal digital en la que los datos binarios (0 y 1) están representados por la presencia o ausencia de un pulso de voltaje, normalmente con un nivel de voltaje para un ‘1’ y un voltaje cero para un ‘0’. En este caso un 1 siempre toma una polaridad, positiva o negativa, mientras que un 0 vale siempre 0.
Polares
En este caso la señal tomara valores positivos para un 1 lógico y negativos para un 0 lógico, pero nunca toma el valor 0.
Bipolares
Las señales bipolares son un tipo de señal digital en la que los 1 binarios se representan mediante niveles alternados de voltaje positivo y negativo, mientras que los 0 binarios se representan mediante voltaje cero. Esto contrasta con las señales unipolares, que solo usan una polaridad (ya sea positiva o cero para los 1 binarios y cero para los 0 binarios). La señalización bipolar se utiliza a menudo en la codificación de líneas para mejorar las características de transmisión de la señal. En este caso un dígito toma valor con polaridad alternada mientras que el otro permanece siempre en 0.
Tipos de modulación en la banda base
En telecomunicaciones, la modulación en banda base se utiliza para transmitir información digital a través de un canal analógico. Esto se logra mediante la modificación de una señal portadora con los datos digitales que queremos transmitir. La modulación en banda base implica cambios significativos en la forma de onda del portador, con el objetivo de mantener la relación entre potencia y ancho de banda reducida para obtener un mejor rendimiento.
Existen dos tipos principales de modulación en banda base:
Modulaciones lineales
Técnicas donde el ancho de banda requerido para transmitir los datos no es fijo, sino que varía dependiendo del valor instantáneo del símbolo que se desea transmitir. Es el caso de amplitud angular (ASK), frecuencia angular (FSK) y amplitud y fase (QAM).
Modulaciones no lineales
Técnicas donde el ancho de banda requerido para transmitir los datos es fijo, independientemente del valor instantáneo del símbolo que se desea transmitir. En este apartado encontraríamos la codificación por división en frecuencia (OFDM) y codificación por división en tiempo (TDM).
En general, las modulaciones lineales proporcionan un mejor rendimiento al permitir mayor flexibilidad en el momento de elegir el nivel de potencia necesario para alcanzar un determinado nivel de error. Por otro lado, las no lineales proporcionan menores tiempos de latencia y menor complejidad computacional ya que el procesamiento necesario para realizar la transmisión es más sencillo.
Aplicaciones de la banda base
Las aplicaciones de la tecnología de banda base están presentes en la mayoría de los dispositivos electrónicos modernos. Esta tecnología se utiliza para proporcionar una conexión inalámbrica entre dispositivos y redes, y permite a los usuarios intercambiar información a través de canales digitales.
Las comunicaciones inalámbricas, incluidas las Wi-Fi, los teléfonos móviles y, cada vez más, las redes 5G, aprovechan esta tecnología para mejorar la conectividad. Un procesador de banda base en estos dispositivos convierte la información digital en una señal de banda base, lo que facilita su modulación en señales de radiofrecuencia para una comunicación más amplia. Los algoritmos de procesamiento digital de señales (DSP) optimizan este proceso, lo que permite una transmisión de datos eficiente a través de un canal de comunicación.
La banda base es esencial para la transmisión digital de alta velocidad en Ethernet, Bluetooth e incluso sistemas 5G avanzados, que requieren sólidas capacidades de transferencia de datos para satisfacer las cambiantes demandas tecnológicas.
Su tecnología es parte integral de varios sistemas de comunicación, ya que proporciona una transmisión de datos eficiente y respalda las necesidades de redes modernas. Su aplicación se extiende a través de redes locales e infraestructuras de telecomunicaciones a gran escala, contribuyendo al desarrollo y éxito de tecnologías de comunicación dinámicas como 5G.
Así pues, en cuanto a aplicaciones más importantes podríamos citar las siguientes:
Redes domésticas
Esta tecnología se utiliza ampliamente para permitir el intercambio inalámbrico de datos entre dispositivos dentro del hogar.
Redes empresariales
En las empresas este sistema se emplea comúnmente para permitir el intercambio seguro y confiable de datos entre equipos remotos y centralizados.
Servicios inalámbricos
Las compañías proveedoras de servicios inalámbricos suelen usar la tecnología de banda base para proporcionar acceso al Internet e interconexión con otros dispositivos remotos. Esto posibilita a los usuarios navegar por la web desde cualquier lugar con un punto de acceso inalámbrico cercano.
