(banda base). En un sistema de transmisión de portadora, banda de frecuencias ocupadas por la señal, antes de que module a la frecuencia portadora para formar la señal transmitida. || En redes de área local, estructura de la conexión eléctrica de una red en la que el cable lleva solamente un canal de información.

La transferencia de datos a través de un medio de transmisión puede realizarse, en términos generales, de dos maneras principales: mediante señalización en banda base (baseband signalling) o mediante señalización en banda ancha (broadband signalling). Ambas técnicas permiten transportar información digital entre dispositivos, pero lo hacen de forma diferente y presentan características particulares en cuanto a frecuencia utilizada, distancia alcanzable, tipo de canal, necesidad de modulación y aplicaciones típicas.

La señalización en banda base consiste en transmitir la señal digital a su frecuencia original, sin recurrir a un proceso de modulación sobre una portadora. En este caso, una secuencia de unos y ceros genera variaciones directas de tensión que se propagan por la línea. Debido a esta característica, también se la conoce como señalización en corriente continua (DC signalling). Este método se emplea de manera muy común en redes de área local, ya que es simple, directo y adecuado para distancias relativamente cortas.

Cuando se transmite una señal digital en banda base, el medio físico —como un cable o conductor— introduce efectos que pueden deformar la señal original. La capacidad distribuida y la inductancia del cable provocan distorsiones, especialmente cuando la distancia de transmisión aumenta o cuando la frecuencia de la señal es elevada. Como resultado, los pulsos digitales se redondean, se atenúan y pueden perder definición temporal. Por esta razón, la señalización en banda base suele ser adecuada principalmente para transmisiones locales, normalmente en distancias inferiores a un kilómetro, aunque la distancia máxima real depende de la velocidad de transmisión, de la potencia del transmisor y de las características del medio utilizado.

En sistemas de PLC, la señalización en banda base es uno de los métodos más comunes porque las distancias no suelen ser demasiado grandes. Sin embargo, no resulta apropiada para todas las líneas de comunicación. Las líneas públicas conmutadas o alquiladas, como las del sistema telefónico, generalmente no son aptas para banda base, ya que las señales que circulan por ellas suelen pasar por regeneradores, amplificadores o acondicionamientos que no permiten el paso correcto de componentes de corriente continua. Además, muchas de estas líneas están cargadas con inductancia para compensar distorsiones en la señal analógica, lo que también dificulta la transmisión digital directa en banda base.

En algunos casos es posible utilizar una línea local no cargada y sin regeneradores para transmitir en banda base, pero esta opción no siempre está disponible. Por ello, cuando el canal no permite la transmisión directa de la señal digital, se recurre a la transmisión en banda ancha (broadband transmission), en la cual la información digital se utiliza para modular una señal portadora analógica.

La señalización en banda ancha emplea una portadora cuya frecuencia debe encontrarse dentro del ancho de banda del canal. En este método, la señal digital no se transmite directamente como una secuencia de pulsos, sino que altera alguna característica de una onda portadora, como su amplitud, su frecuencia o su fase. Esta técnica resulta esencial cuando se trabaja con canales que fueron concebidos originalmente para señales analógicas, como las líneas telefónicas de voz, cuyo ancho de banda típico se encuentra aproximadamente entre 300 y 3000 Hz.

En este tipo de líneas, la banda ancha permite utilizar la infraestructura existente para enviar datos digitales a través de un proceso de modulación y demodulación. Por esta razón, este esquema ha sido ampliamente utilizado en redes de área extensa, o WANs (wide area networks), y también en algunas redes locales basadas en tecnologías como televisión por cable. En aplicaciones industriales, este tipo de transmisión también puede emplearse para diagnóstico remoto y programación a distancia, aunque no suele ser la mejor opción para adquisición intensiva de datos cuando la velocidad disponible es limitada.

La modulación es el proceso mediante el cual una señal digital modifica una característica de una señal portadora analógica para representar información binaria. Entre los principales métodos de modulación mencionados se encuentran la modulación en amplitud (amplitude modulation), la modulación en frecuencia (frequency modulation) y la modulación en fase (phase modulation).

En la modulación en amplitud, se utilizan dos amplitudes diferentes de la portadora para representar los valores binarios 1 y 0. En otras palabras, el nivel de amplitud de la onda varía según el dato transmitido. Este método es conceptualmente sencillo, aunque puede ser sensible al ruido y a variaciones de ganancia en el canal.

La modulación en frecuencia, también conocida como frequency shift keying (FSK), representa un 0 y un 1 mediante dos frecuencias portadoras diferentes. Esta técnica ha sido uno de los métodos más comunes en módems para líneas telefónicas, debido a su robustez relativa y a la facilidad con la que puede adaptarse a canales analógicos de voz.

La modulación en fase presenta dos formas principales. Una consiste en producir un desplazamiento de fase de 180° en la portadora cada vez que se transmite un cero binario, mientras que no se produce cambio de fase cuando se transmite un uno binario. La otra forma corresponde a la phase shift keying (PSK), donde el 0 y el 1 se representan mediante dos señales portadoras desfasadas 180° entre sí. Esta técnica es muy importante en comunicaciones modernas porque ofrece una utilización eficiente del canal y buena inmunidad frente a ciertas perturbaciones.

Todos estos métodos básicos utilizan dos niveles de señal, por lo cual cada elemento de señal representa un bit de información. Sin embargo, es posible desarrollar variaciones y combinaciones de estas técnicas para que cada símbolo transporte más de un bit, aumentando así la eficiencia espectral del sistema. Este principio es fundamental en muchas tecnologías digitales actuales.

Desde el punto de vista conceptual, la principal diferencia entre banda base y banda ancha radica en la forma en que la señal digital interactúa con el canal. En banda base, la señal digital se transmite directamente, ocupando esencialmente todo el ancho de banda disponible del medio. En banda ancha, en cambio, la información digital modula una portadora y puede compartir el canal con otros servicios o señales mediante técnicas de multiplexación.

La transmisión en banda base suele caracterizarse por ser digital, por consumir el ancho de banda completo del canal para una sola señalización y por utilizar con frecuencia topologías de tipo bus. Además, suele ser bidireccional, es decir, permite el intercambio de información en ambos sentidos, y resulta apropiada para distancias cortas o moderadas, de hasta algunos kilómetros según la tecnología empleada.

La transmisión en banda ancha, por su parte, se asocia a una señalización analógica modulada, generalmente requiere un RF modem para adaptar los datos digitales al canal y permite el uso de técnicas como FDM (frequency division multiplexing). Gracias a ello, un mismo medio puede transportar múltiples canales de datos, video o audio. En muchos casos la transmisión es unidireccional, aunque pueden implementarse esquemas que permitan retorno por otro canal o mediante configuraciones especiales. Las distancias alcanzables también suelen ser mayores que en banda base, llegando a decenas de kilómetros o más, según el sistema.

En cuanto a la topología, la banda base suele adaptarse muy bien a topologías de bus simples, mientras que la banda ancha puede emplearse tanto en bus como en árbol. Esto se debe a que la distribución de señales moduladas puede organizarse mediante ramificaciones y derivaciones semejantes a las utilizadas en televisión por cable o distribución de radiofrecuencia.

Desde un punto de vista técnico, la elección entre banda base y banda ancha depende del tipo de medio disponible, de la distancia entre nodos, del ancho de banda del canal, de la inmunidad al ruido requerida, de la velocidad de transmisión necesaria y de la infraestructura existente. En instalaciones pequeñas y locales, la banda base suele ser una solución sencilla y directa. En cambio, cuando se requiere transmitir datos a través de canales analógicos existentes o a distancias mayores, la banda ancha y la modulación se convierten en alternativas necesarias.

Es importante comprender que la forma de onda recibida rara vez coincide exactamente con la forma de onda transmitida. A medida que la señal se propaga, los efectos del medio pueden modificar su forma, su amplitud y su sincronización. En banda base, esto se traduce en pulsos deformados. En banda ancha, la calidad de la demodulación dependerá de la estabilidad de la portadora y de la resistencia del sistema frente al ruido y a la atenuación. Por ello, las comunicaciones digitales requieren siempre una adecuada consideración del canal y de sus limitaciones físicas.

Términos relacionados :

• Modos de señalización. (Signalling modes)
• Señalización en banda base. (Baseband signalling)
• Señalización en banda ancha. (Broadband signalling)
• Señal digital. (Digital signal)
• Señal en corriente continua. (DC signal)
• Distorsión de señal. (Signal distortion)
• Medio de transmisión. (Transmission medium)
• Frecuencia de transmisión. (Transmission frequency)
• Capacidad del cable. (Cable capacitance)
• Inductancia del cable. (Cable inductance)
• Señal transmitida. (Transmitted signal)
• Señal recibida. (Received signal)
• Líneas conmutadas. (Switched lines)
• Líneas alquiladas. (Leased lines)
• Red telefónica. (Telephone network)
• Regenerador de señal. (Signal regenerator)
• Señal portadora. (Carrier signal)
• Modulación. (Modulation)
• Modulación en amplitud. (Amplitude modulation)
• Modulación en frecuencia. (Frequency modulation)
• Desplazamiento de frecuencia. (Frequency shift keying, FSK)
• Modulación en fase. (Phase modulation)
• Modulación por desplazamiento de fase. (Phase shift keying, PSK)
• Ancho de banda. (Bandwidth)
• Canal de comunicación. (Communication channel)
• Velocidad en baudios. (Baud rate)
• Elemento de señal. (Signal element)
• Multiplexación por división de frecuencia. (Frequency division multiplexing, FDM)
• Red de área extensa. (Wide area network, WAN)
• Módem de radiofrecuencia. (RF modem)

En síntesis, los modos de señalización pueden dividirse en dos grandes categorías: banda base (baseband) y banda ancha (broadband). La banda base transmite directamente la señal digital en su frecuencia original, sin modulación, y se utiliza principalmente en redes locales y en distancias relativamente cortas. La banda ancha, en cambio, utiliza la señal digital para modular una portadora analógica, permitiendo la transmisión a través de canales diseñados originalmente para señales de voz u otros servicios analógicos.

Los principales métodos de modulación incluyen la modulación en amplitud, la modulación en frecuencia (FSK) y la modulación en fase (PSK). Cada uno de ellos representa la información binaria alterando una característica distinta de la portadora. A su vez, la elección entre banda base y banda ancha depende de factores como la distancia, el canal disponible, la velocidad requerida y la infraestructura de red.

Comprender estas diferencias es fundamental para el diseño de sistemas de comunicación industriales, redes locales, enlaces remotos y arquitecturas de transmisión de datos, ya que permite seleccionar el método de señalización más adecuado según las condiciones técnicas y operativas de cada aplicación.