Postgrado en Redes y Telecomunicaciones
Cátedra Redes y Telecomunicaciones

 

 

Eliecer A. Yanez C.
C.I: 13.508.191
E-mail: eliyanez@hotmail.com ó eliecer_yanez@yahoo.es

Ejercicio 1: Si la señal transmitida tiene un potencia de 400 mW, frente a un ruido de 20 mW. Evalúe cuánto sería la degradación sufrida por la señal en un esquema analógico de 6 secciones, y compárela con un caso de transmisión digital. Saque sus propias conclusiones.

[Señal/Ruido] = 10 log[P1/P2]

[Señal/Ruido] = 10 log[400mW / 20mW]

[Señal/Ruido] = 10 log[20mW]

[Señal/Ruido] = 10 [1,3mW]

[Señal/Ruido] = 13 dBm

 

Degradación para 6 secciones:

L = Número de etapas = 6

 

Solución Analógica:

[Señal/Ruido]R » [Señal/Ruido]T . (1/L)

[Señal/Ruido]R » 10 log[400mW/20mW]T ¸ 6 = 2.168 dB

 

Solución Digital:

[Señal/Ruido]R » [Señal/Ruido]T - ln(L)

[Señal/Ruido]R » 10 log [400mW/20mW]T – ln( 6) = 11.21 dB.

 

Se puede decir que la degradación en la transmisión analógica es mayor que en la transmisión digital, ya que se degrada de 13dBm a 2,168dBm, mientras que en la digital se degrada de 13dBm a 11,21dBm. La transmisión analógica presenta una menor relación Señal/Ruido que en la transmisión digital.

Se puede concluir que para transmisiones as señales analógicas tienen como problemática la atenuación con la distancia, lo que implica que al tener que amplificar la señal pero de igual forma estaremos amplificando el ruido, disminuyendo la calidad de la señal a lo largo de la transmisión y las señales digitales la relación señal/ruido es menor que para transmisiones analógicas, lo que me garantiza un mayor rendimiento en el canal y un incremento en la velocidad máxima de transmisión

 

Ejercicio 2: Qué sucedería si se intenta transmitir una señal analógica en un sistema digital

Para procesar señales analógicas por medio de sistemas digitales es necesario convertirlas en formato digital, esto es transformarlas en una secuencia de números de precisión finita, este proceso se denomina conversión analógica a digital; a través de un dispositivo denominado CODEC. Esto significa codificador/decodificador, su función es convertir datos analógicos en señales digitales y es parecida a la que realizan los módems.

Este proceso de comunicación se hace a través de tres pasos:

Muestras , Cuantificación y Codificación.

Las señales analógicas pueden adoptar valores continuos o muy próximos entre si, mientras que las señales digitales implican la presencia de valores discretos, es decir, no continuos; Por lo tanto una señal analógica se puede transmitir en un sistema digital mientras exista una conversión de la misma para que el transmisor y el receptor puedan entender la información que se transfiere.

 

Ejercicio 3: A partir del teorema de Nyquist, y conociendo que la señal voz en un canal telefónico contiene frecuencias máximas del orden de los 4 KHz (4000Hz), indique la velocidad mínima para transmitir la señal por un canal de voz digital (explique). Además, si esas muestras se cuantifican en 128 niveles, qué velocidad de flujo de datos se requiere en el canal para poder transmitir las muestras

La teoría del muestreo define que para una señal de ancho de banda limitado, la frecuencia de muestreo, fm, debe ser mayor que dos veces su ancho de banda [B] medida en Hertz [Hz].

fm > 2*B

El ancho de banda de la voz es de 4000 Hz. Entonces, su razón de muestreo será 2*B = 2*4000Hz, es igual a 8000Hz, equivalente a 8000 muestras por segundo (1/8000). Entonces la razón de muestreo de la voz debe ser de al menos 8000Hz, para que puede regenerarse sin error.

La frecuencia de muestreo es de 8000Hz, que corresponde a un período de muestreo de 125 µseg.

Velocidad Mínima de Transmisión:

Vmin = 2 (Número bits para codificar las muestras) * Frecuencia máxima

Vmin = 2 (8 bits) * 4000 Hz

Vmin = 64000bps = 64 Kbps

Se requiere una velocidad mínima de 64000bps o 64 Kbps para poder transmitir la voz de un canal telefónico a un canal de voz digital.

Cuantificación en 128 niveles:

Velocidad de Flujo de Datos = 2B Log2 N

Donde:

B = Ancho de Banda (Hz)
N = Número de estados posibles. Factor Nivel de Tensión.
Sin Unidad.

Sustituyendo:
Velocidad Flujo Datos = 2 * 4000 * (Log2 128)
Velocidad Flujo Datos = 56.231 Bits/seg

La velocidad de flujo de datos máxima es de 56.231 Bits/seg

 

Ejercicio 4: Cuál es la función de un MODEM, qué limita que se incremente la velocidad de transmisión en los mismos, y cómo se explica que puedan tenerse velocidades del orden de los 33Kbps

MODEM es un acrónimo que significa Modulador – Demodulador. Los MODEMS aceptan datos digitales suministrados por un Computador Personal (PC) local y lo convierte en una forma de onda analógica modulada que puede transmitirse sobre una línea telefónica analógica normal. Y recíprocamente, los MODEMs también aceptan una onda analógica modulada de la línea telefónica, la convierte a formato digital y la entrega al PC local.

La velocidad de transmisión se determina en Baudios Y en Bps (Bits per second o Bits por segundo). Los primeros MODEMS trabajaban a velocidades muy bajas (300 Bps), y el concepto de baudio y Bps era indistinto, llegando a ser la máxima velocidad de transmisión 2400 baudios o Bps. Sin embargo, gracias a técnicas especiales de modulación y de compresión de datos se pudo incrementar el número de bits por segundo transmitidos, lográndose de esta manera la separación de los términos. El MODEM trabajan a un máximo de 2400 baudios, pero pueden transmitir cantidades muchos más grandes de bits por segundo.

La velocidad de 33.6 Kbps se logra aplicando la versión mejorada del estándar V34 finalizado en otoño de 1996.

En cuanto al incremento de la velocidad Uno de los primeros parámetros que lo definen es el estándar basado en la actual norma V.90 cuya velocidad máxima está en los 56 Kbps (Kilobites por segundo). Esta norma se caracteriza por un funcionamiento asimétrico, puesto que la mayor velocidad sólo es alcanzable "en bajada", ya que en el envío de datos está limitada a 33,6 Kbps.
Otra consideración importante es que para poder llegar a esta velocidad máxima se deben dar una serie de circunstancias que no siempre están presentes y que dependen totalmente de la compañía telefónica que nos presta sus servicios, pudiendo ser en algunos casos bastante inferiores. Por otro lado lo afecta la limitación física del medio de transmisión, es decir de los cables de pares telefónicos trenzados y cuando se obtienen velocidades superiores es por que se incrementa la relación SEÑAL/RUIDO

Quien limita la velocidad es la línea telefónica a la que está conectada el MODEM, dependiendo de la calidad de la línea se podrán alcanzar o no la velocidad en Bps especificada por el fabricante. Esto queda definido por el teorema de Shannon:

vmax = H log2(1+S/R)

Siendo H el ancho de banda del canal en Hertz

 

Ejercicio 5: Averigue cuál es el estándar de UIT-T, y las principales características de la transmisión a 56000Bps

El estándar de la Unión Internacional de Telecomunicaciones es el V.90, acordado el 6 de febrero de 1998, y es el que permiten que los MODEM con este protocolo proporcione velocidades de transmisión de hasta 56 kbps desde el host IPS al cliente y de hasta 33.6 kbps para las transmisiones de cliente a host.

Con respecto a las características de la transmisión a 56 Kbps con el estándar V.90 se puede mencionar.

El estándar V.90 es compatible con las normas estándar de comunicación anteriores, como el protocolo V.34. Cuando un módem V.90 se conecta con un equipo remoto que admite el protocolo V.90, comprueba la línea para determinar si se ha producido alguna conversión analógica a digital de las transmisiones del host. Si el módem detecta una conversión analógica a digital, utiliza el protocolo V.34. Igualmente, un módem V.90 intenta una conexión V.34 cuando el equipo remoto no admite el protocolo V.90.

La tecnología de los módems de 56 Kbps aprovecha la conexión digital a la red telefónica pública utilizada ahora por la mayoría de los proveedores de servicios Internet y demás proveedores de servicios en línea. Sin conversión analógica a digital, la transmisión del host puede conseguir velocidades superiores.

El servidor utiliza solamente 256 códigos PCM (modulación por impulsos codificados) para imitar la señalización de la porción digital de la red telefónica, combatiendo el ruido de cuantificación.

Para lograr conectar a 56K utilizando V.90 son necesario tres requisitos importantes: primero, una línea digital (que no RDSI), es decir, que utilice conmutación de circuitos y encaminamiento de la señal utilizando una central digital; segundo, que ambos módems soporten la normativa V.90; y tercero, que sólo se realice una sola conversión de analógico a digital..

En noviembre del 2000 se dio a conocer las especificaciones del estándar V.92, que realiza mejoras en el V.90

 

Ejercicio 6: Leer el artículo "Introduction to Serial Communication" en http//www.taltech.com/introserial.htm. Explicar las diferencias entre comunicaciones síncronas y comunicaciones asíncronas. Resumir en un párrafo los conceptos allí indicados (Bit de paridad, Interfaz RS232, Baudios vs Bps, Null modems, .etc)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Un bit de paridad es aquel que se adiciona a un carácter o a un bloque de carácter para forzar al conjunto de (1) a ser par o impar, esto se hace con la finalidad de chequear errores en la validación de datos.

Interfaz RS232: define una interfaz no balanceada empleando un intercambio en serie de datos binarios a velocidades de transmisión superiores a los 20,000 bps, opera con datos sincronos pero está limitada por una longitud de cable de aprox. 50 pies

Baudios Vs Bps

Velocidad en Baudios
Velocidad en la cual un módem o fax pueden transmitir datos. Mide el número de sucesos y señales de cambios que ocurren en 1 segundo.

Bits por Segundo (bps)
La medida de la velocidad en la cual un dispositivo como un módem puede transferir datos. La velocidad en bps no es lo mismo que la velocidad en baudios.

Comunicaciones bidirecionales. Permite que se realice una comunicación telefónica en forma simultánea entre el emisor y el receptor, permitiendo que ambas partes escuchen a la otra mientras están hablando. El modo Half-duplex speakerphones permite que sólo una persona sea escuchada a la vez. La tecnología full-duplex speakerphones permite a los usuarios comunicarse igual que con un teléfono convencional dando como resultado conversaciones más espontáneas y agradables.

Un módem nulo se utiliza para conectar dos DTE’s juntos. Esto se usa comúnmente como manera barata a los juegos de la red o transferencia de archivos entre computadoras usando el protocolo Zmodem, el protocolo Xmodem, etc. Esto se puede también usar con muchos sistemas de desarrollo del microprocesador.

DTE / DCE Speeds

Un dispositivo terminal de los datos típicos es una computadora y un dispositivo típico de las comunicaciones de datos es un módem. La gente hablará a menudo de velocidades del DTE al DCE o del DCE a DCE. DTE al DCE es la velocidad entre su módem y computadora, referido a veces como su velocidad de terminal. Esto debe funcionar en velocidades más altas que la velocidad de DCE a DCE. DCE al DCE es el acoplamiento entre módems, algunas veces llamado velocidad de línea.