Hola, ¿Qué tal? Bienvenida o bienvenido a este entrenamiento de Aruba Mobility Essentials. Mi nombre es Ricardo Cobos y voy a hablar de la parte 1.4: Modulación de datos. Cuando nosotros queremos transmitir información a través de una red de datos, lo que ocurre, al final del día, es que el dispositivo va a generar tramas o "frames", que serán transmitidos a través de la placa de red. Estas tramas o "frames", van a ser divididos en bits que van a tener diferentes valores, ya sea unos o ceros. Pero, ¿cómo estos unos y ceros lógicos van a ser transmitidos a través de un medio? Eso va a depender del medio en sí. Cuando nosotros tenemos una red cableada, esta puede ser una red de cobre, con lo cual nosotros transmitimos señales análogas con diferentes niveles de voltaje. Si tuviéramos fibra óptica, entonces, mandaríamos señales de luz. Pero, en el caso específico de una red inalámbrica, lo que ocurre es que nosotros transmitimos ondas por un medio, que es comúnmente el aire, y estas ondas van a tener diferentes características con las cuales nosotros vamos a poder representar los unos y ceros lógicos que, en su conjunto, van a poder generar el "frame" y, por consecuencia, tener la información que queremos transmitir. En ese caso, nosotros debemos entender cuáles son las características de las señales, porque, dependiendo de ellas, es como nosotros podemos hacer modificaciones en las mismas, para así poder transmitir más o menos información. Nosotros ya sabemos que la señal inalámbrica, la onda, va a ser irradiada por una antena que va a estar, a su vez, conectada a un transmisor. El transmisor genera la señal, llega a la antena, la antena vibra y esta vibración genera la onda. La onda misma tiene diferentes características, como por ejemplo, el "wavelength" o el largo de onda. Esto es, cuál es el ancho de la onda desde un pico hasta otro o desde un valle hasta otro. Por otro lado, nosotros tenemos la amplitud que es, básicamente, la intensidad de señal con la cual esta señal se está propagando. También tenemos frecuencia, que es cuántas vibraciones por segundo podemos generar o estamos generando con esta serie de ondas. Cada onda va a tener un tiempo para poder ser transmitida de manera completa. Mientras más ondas nosotros podemos meter o transmitir dentro de un segundo, mayor será la frecuencia. Hay algo interesante a entender. Esta frecuencia, normalmente se mide en Hertz, que son la cantidad de vibraciones por segundo. Como ejemplo importante, 5 gigahertz son equivalentes a 5 billones de ondas o 5.000 millones de ondas, en español. Esto significa que estamos teniendo esa cantidad de vibraciones por segundo, lo cual nos permite cierta cantidad de transferencia de datos. Es importante entender que hay una relación entre frecuencia y longitud de onda. Mientras más larga es la longitud de onda, menor será la frecuencia. Por otro lado, si la longitud de onda es más corta, la frecuencia se va a incrementar. ¿Por qué? Porque la longitud de onda es, prácticamente, la distancia entre dos valles. Si esa distancia se vuelve cada vez más corta, significa que la onda en sí es más pequeña, y en una unidad de tiempo, un segundo, nosotros podríamos transmitir más de estas vibraciones o más de estas ondas. Por último, la fase. La fase está expresada en grados y es, prácticamente, en qué punto de la onda nosotros estamos transmitiendo. Nosotros podríamos transmitir en este punto, que serían los 0 grados; podríamos transmitir en este punto, que serían los 90 grados o 180, 270 o 360, que es, realmente, el final de una onda y con los 0 grados, el principio de otra. Ahora, vamos a un sitio, EMANIM, que me permite a mí visualizar una onda y modificar ciertos aspectos de ella, para que pueda yo entender, de una manera gráfica, cuáles serían esas alteraciones. En este sitio, EMANIM, aquí tienes la URL, vemos esta onda en movimiento. Prácticamente, se va transmitiendo desde la izquierda. Vemos así cómo se empieza a generar esa onda y va avanzando, ya sea por el tiempo o por el espacio y viene siendo recibida por el receptor que se encuentra del otro lado. En esta onda, yo puedo modificar la amplitud, por ejemplo, la puedo hacer más débil o con menos intensidad, o puedo incrementar su amplitud. Obviamente, al ser un incremento de amplitud, va a implicar un costo de energía mayor, y reducir su amplitud va, obviamente, a ser lo opuesto, y requeriría yo menos energía para poder transmitir esta señal. Ahora, quiero también que te des cuenta cómo el incrementar la amplitud, el variar la amplitud, realmente no tiene ningún efecto, ningún impacto en cuántas ondas yo puedo mandar o transmitir por unidad de tiempo. En pocas palabras, el manejar la amplitud o manipular la amplitud, no tiene un efecto sobre la frecuencia. Ahora, si yo quisiera modificar el ancho de banda, esto sí va a tener un efecto en la frecuencia. Podemos ver como acabo de reducir el ancho de banda a un valor de 1 y la distancia entre las crestas y los valles se ha reducido. Pero eso también implica que estoy terminando de transmitir mi onda en un tiempo menor, en un lapso de tiempo más corto. Por consecuencia, si yo siguiera transmitiendo más ondas, podría enviar más ondas por unidad de tiempo y esto se ve gráficamente con lo rápido que las flechas de norte y sur están cambiando su orientación. Del mismo modo, si yo comienzo a incrementar el ancho de banda, eso significa que las distancias entre las crestas y los valles ha aumentado. Por consecuencia, la distancia de la onda como tal es más grande y requeriría más tiempo y mayor distancia para poderse transmitir de manera completa. En pocas palabras, si yo incremento el largo de onda o la longitud de onda, reduzco la frecuencia. Son inversamente proporcionales. Del mismo modo, yo puedo, en este simulador, colocar algún tipo de material, como tenemos aquí un bloque, y modificar para esta onda el coeficiente de extinción o, básicamente, incrementar el nivel de atenuación que este objeto, este obstáculo, podría tener sobre la onda misma. Si yo incremento este factor, vamos a ver cómo, cuando la onda tenía una amplitud inicial, al atravesar este objeto, está generando este efecto de atenuación y la onda que está saliendo del otro lado viene con una amplitud menor, se está volviendo una onda más débil. También puedo, por ejemplo, reducir el tamaño de este objeto, de tal manera que el impacto que tiene sobre la amplitud sea menor. ¿Por qué? Porque la onda tiene que atravesar una menor distancia por este nuevo objeto, con algún tipo de material dado, con otro tipo de material que no es el aire, y ya vemos como realmente sí atenúa la señal, pero la atenúa o reduce su amplitud mucho menos que cuando tenía una longitud mayor. Entonces, con esto, me puedo dar una idea de cómo funcionan las ondas, cuáles son sus características principales y ahora podemos hablar de los tipos de modulación para transmitir los datos. El cambio de las características de la onda se llama técnicas de modulación de datos. Podemos usar Amplitude Shift Keying, que es, básicamente, modificar la amplitud, o Frequency Shift Keying, modificar la frecuencia, o Phase Shift Keying, modificar la fase, en qué punto de la onda comienzo a transmitirlo. Dependiendo de los métodos, yo puedo tener diferente cantidad de información siendo transmitida por la onda misma. Algunos métodos de modulación puede transmitir más datos que otros o, prácticamente, llevarme u ofrecerme mayores data rates. Los métodos de modulación comunes en 802.11, son los que tenemos en esta lista: tenemos BPSK o Binary Phase Shift Keying. ¿Qué es lo que pasa con este método de modulación? Que cuando yo transmito mi onda, en algún momento puedo yo invertir la fase. Mientras la onda viene siendo transmitida de manera normal, eso podría representar un 1, pero si ahora yo invierto la fase, es decir, si la onda tuviera esta forma y obviamente, esperaríamos que la siguiente onda, a continuación, tuviera esta forma, lo que puedo hacer, en este caso, es invertir la fase completamente, 180 grados, lo cual significaría que la nueva onda vendría transmitida de esta manera. Entonces, al tener una onda con una fase inicial de 0 grados y luego transmitir otra onda con una fase siguiente de 180 grados, ya puedo transmitir un valor diferente. Este podría ser un 1 lógico y este podría ser un 0 lógico. Voy a colocar los grados. Esto podría ser 0 grados o una fase inicial de 0 grados. Aquí tengo una fase inicial de 180 grados. Si yo quisiera representar esto en un plano cartesiano, puedo hacerlo. Sería algo similar a esto y tendría yo valores aquí y un valor acá. Este de la izquierda podría representar los 0 grados o un 0 en binario. Y a la derecha yo podría tener 180 grados o un 1 binario, un 1 lógico. Importante entender el que yo puedo continuar haciendo estas modificaciones de fases aún más, podría ahora utilizar Quadrature Phase Shift Keying. En este caso, yo voy a, no solamente jugar con los valores de 0 y 180 grados, pero también con los valores intermedios. Podría tener 90 grados y 270. Esto significa que, en este momento yo tendría cambios de fase y en lugar de que mi señal inicial comenzara en 0 o en los 180, que vendría siendo este punto de acá, como vemos en la siguiente onda, lo comencé en este punto. Ahora también yo podría comenzar a enviar señales en este punto u ondas en este punto y en este otro punto, lo cual me llevaría a 4 valores en total. Aquí yo podría tener un 0-0 en binario, este podría ser un 1-1, pero también a los 90 grados yo podría tener un 0-1 y a los 270 grados yo tendría un 1-0; y entonces, ya tengo 4 valores diferentes para poder transmitir mi información. Y yo puedo seguir haciendo esto. De hecho, podría combinar diferentes tipos de modulación. Por ejemplo: 16 QAM que es 16 Quadrature Amplitude Modulation, lo que yo puedo hacer es modificar, no solamente en la fase, pero también la amplitud. Eso significa que podría tener estos valores en fase, con una amplitud inicial x, pero podría tener otros valores en fase u otros grados, con una amplitud diferente. Aquí, por ejemplo, lo que yo estoy representando es 8QAM, donde ahora tengo el valor de amplitud original en los círculos verdes, pero voy a manejar una amplitud diferente en los círculos rojos. Y ahora, lo que tengo son 8 valores en total. Este podría ser 0-0-1, este podría ser 0-0-0. Aquí tendría 0-1-0 y aquí podría yo tener 0-1-1, pero también los valores rojos van a tener valores distintos. Y es así como, variando no solamente la fase, sino también la amplitud, puedo estar transmitiendo una mayor cantidad de datos. En el caso de 16QAM, obviamente, esto se va a incrementar aún más, porque tendré otros puntos en el plano cartesiano y puedo continuar haciendo eso con 64QAM con 256, 1024 y al final día, empezar a transmitir más y más datos. Ahora, ¿por qué utilizaría yo 16QAM, cuando puede utilizar 1024?, y enviar más información en una menor cantidad de tiempo. Es decir, que en una cantidad de tiempo menor, con una frecuencia dada, yo puedo estar jugando con la amplitud y la fase de tantas ondas que yo pueda transmitir por esa unidad de tiempo y, por consecuencia, mandar muchísima más información en el proceso. La verdad es, que esto va a depender de las características de la conexión misma. ¿Por qué? Porque cuando yo estoy transmitiendo una onda, pueden haber obstáculos, como ya lo vimos en la demostración anterior, que atenúan la amplitud de la onda. Esto quiere decir que la onda podría estarse mandando con ciertas características, pero siendo recibidas con otras, solamente por el efecto de la atenuación. Y entonces, mientras más puntos tengo yo en mi plano cartesiano, más difícil sería para mí saber a qué punto en específico me estoy refiriendo. Es por eso que a depender de la distancia entre el transmisor y el receptor y los objetos que estén en medio, así como otras características o situaciones que podrían ser interferencia, el nivel de modulación que podemos ocupar va a variar de manera dinámica. Ahora, la parte importante o la parte buena, las buenas noticias de todo esto es que el transmisor y el receptor siempre van a censar cuál es la calidad de la comunicación que ellos tienen y a depender de eso, ellos van a variar la modulación de manera automática. Obviamente, conforme están saliendo nuevas tecnologías, nuevos estándares, mayores son las modulaciones que estos estándares soportan y mayor la transmisión de datos. Pero siempre recordar que esto va a depender del contexto de la conexión y sus características. Finalmente, aquí tenemos ejemplos de modulación. Frequency Shift Keying, es el momento en el que nosotros estamos cambiando la frecuencia para poder mandar mayor o menor información. El Amplitude Shift Keying, que de alguna manera, ya lo explicamos y ya lo entendimos, que es incrementar los niveles de amplitud de la señal y, Phase Shift Keying, que es, estamos comenzando con una fase inicial, pero después la cambiamos. Y, como ya mencioné hace unos momentos, todas estas modulaciones podrían también, al mismo tiempo, ser combinadas y dar como resultado una mayor eficiencia en la transmisión de datos. Espero que hayas disfrutado esa explicación. Te veo en la parte 1-5, donde hablaré de antenas. Gracias por tu tiempo.
