Degradación de Señal en Largas Distancias de Transmisión

A medida que las señales se propagan a largas distancias —ya sea a través de cobre, fibra o espacio libre— inevitablemente sufren deterioros que limitan el alcance y la fidelidad.

1. Atenuación (Pérdida de Señal)

La energía se disipa debido a la resistencia del conductor (pérdida I²R), absorción dieléctrica y dispersión. En fibra, la atenuación depende de la longitud de onda (p. ej., 0.2 dB/km a 1550 nm). En cobre, el efecto piel aumenta la pérdida en frecuencias más altas.

2. Distorsión

• Pérdida dependiente de la frecuencia altera el equilibrio espectral, ensanchando pulsos (interferencia entre símbolos).
• No linealidades en amplificadores o medios de transmisión generan armónicos y productos de intermodulación.
• Dispersión (cromática, modal, de modo de polarización) dispersa los pulsos en el tiempo.

3. Acumulación de Ruido

• Ruido térmico (Johnson-Nyquist) de elementos resistivos.
• Ruido de disparo en fotodetectores y dispositivos activos.
• Interferencia externa (EMI/RFI, diafonía, ruido impulsivo).

4. Multipatro y Fading (Inalámbrico/Espacio Libre)

Los reflejos crean múltiples copias retardadas de la señal, causando interferencia constructiva/destructiva (fading) y dispersión de retardo (ISI).

Contramedidas

• Amplificadores / repetidores / EDFAs para superar la atenuación.
• Ecualizadores / DSP (FFE, DFE, MLSE) para deshacer la distorsión.
• Corrección de error hacia adelante (FEC) para recuperarse de errores inducidos por ruido.
• Diversidad (espacial, de frecuencia, de polarización) para combatir el fading.
• Presupuesto de enlace adecuado con margen para envejecimiento, temperatura y pérdida inesperada.

Los sistemas ópticos coherentes modernos y el inalámbrico 5G/6G emplean modulación avanzada (QAM, OFDM), modelado probabilístico y ecualización adaptativa en tiempo real para acercar la capacidad al límite de Shannon a pesar de estos deterioros.