ACTIVIDAD Nº 1
Ing. Emibel Porta Aldana
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 = S/R= 10 * log (400mW / 20 mW) = 13,0103 dBm
Esquema analógico: S/R6 = 13,0103 * (1/6) = 2,1683 dBm
Esquema digital: S/R6 = 13,0103 - ln(6) = 13,0103 - 1,7917 = 11,2186 dBm
El esquema digital presenta una degradación menor en comparación con el esquema analógico. Así mismo tiene ventajas sobre el analógico dado que el ruido no es amplificado a través de los niveles, dada la degradación que presenta la señal.
¿Qué sucedería si se intenta transmitir una señal analógica en un sistema digital?
Se perdería información de la señal. Sería preciso realizar un proceso de digitalización de los datos antes de entrar al sistema digital y a su salida sería preciso decodificarla nuevamente a una señal analógica. Este proceso y el siguiente de decodificación la realiza un dispositivo llamado codec.
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.
El teorema de Nyquist, menciona que la velocidad mínima tiene que ser mayor dos veces la frecuencia y el estándar telefónico tiene 8 bits para la codificación de la muestra. Así tenemos:
Vmin = 2 (Bits codificar muestras) * fmax.
Vmin = 2 (8 Bits) * 4000 Hz
Vmin= 64000 bps
Según Nyquist, la capacidad del canal viene dada por:
C= 2 * B * log2n
C= 2 * 4000 * log2n
C= 8000* (log 128/ log 2)
C= 56000 bps
A medida que se aumentan los niveles de cuantificación la capacidad del canal aumenta, aumentando de igual manera el flujo de la muestra.
¿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?
Los módem se utilizan con líneas analógicas, ya que su propio nombre indica su principal función, que es la de modular-demodular la señal digital proveniente de nuestro ordenador y convertirla a una forma de onda que sea asimilable por dicho tipo de líneas. Es un dispositivo que transforma las señales digitales de la computadora en señal telefónica analógica y viceversa, con lo que permite a la computadora transmitir y recibir información por la línea telefónica.
Debido al ruido de cuantización del codec, no es posible lograr velocidades mayores a 35 Kbps empleando los módem comunes que emplean la tecnología de QAM. Sin embargo, si el ruido de cuantización del codec se logra eliminar se puede, entonces, conseguir velocidades de transmisión de datos significativamente más altas.
Averigüe cuál es el estándar de UIT-T, y las principales características de la transmisión a 56000bps http://www.itu.int/publications/
El estándar de UIT-T es el V.90(09/98) que dice "par constituido por un módem digital y un módem analógico de utilización en la red telefónica pública conmutada a velocidades de señalización de datos de hasta 56 000 bit/s en sentido descendente y hasta 33 600 bit/s en sentido ascendente".
Las conexiones de 56k empiezan en forma analógica, se convierten a digital y no se convierten de nuevo a analógico en el proveedor del servicio. Esto exige al proveedor del servicio tener una conexión digital directa y por consiguiente evita la conversión de la señal. Al evitarse esta segunda conversión se hace posible velocidades a 56k e inclusive mayores. Por consiguiente, los usuarios de los módem necesitan saber que ellos pueden lograr velocidades de 56k sólo si su proveedor de servicio lo apoya.
El diagrama de la red requerido para el funcionamiento de estos módem se muestra en la figura. Se asume que la red es toda digital, con 64Kbps de transmisión entre el Proveedor de Servicio y la línea que sirve al suscriptor.
Diagrama de la red telefónica requerido para el funcionamiento de los módem de 56 kbps.
Los módem de 56Kbps operan usando Modulación de Amplitud de Pulso (PAM) y no QAM (Quadrature Amplitud Modulation). Sin embargo, la técnica de PAM sólo se usa en la dirección de la red al módem del cliente. Las técnicas de QAM tradicionales son empleadas en la dirección del módem del cliente hacia la red.
El módem del proveedor del servicio envía ocho bits que generan un voltaje específico durante 125 microsegundos. Cuando estos bits representan los valores de cuantización de la muestra de una señal analógica la salida resultante es una serie de pasos de voltaje que siguen la forma de onda original. Como estos valores de voltaje son pasados a través de un filtro de pasobajo los componentes de frecuencia altos son removidos, lo que permite una aproximación razonable de la señal original.
Cuando se emplea PAM, sin embargo, los ocho bits enviados por el módem del proveedor del servicio no representan las muestras de una señal analógica, sino que estos valores son usados como símbolos.
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).
Comunicación Síncronas Comunicación Asíncrona Los dispositivos Deben estar sincronizados uno con el otro No existe sincronización Tasa de transferencia de datos Mayor Menor Uso de bit adicionales Se envían caracteres ociosos aunque no se esté enviando datos reales para mantener la sincronización Para marcar el inicio y el fin de cada octeto de datos Errores en Transmisión La cantidad de bytes a retransmitirse es mayor, ya que se transmite por bloques Se pierde una cantidad pequeña de caracteres, ya que estos se sincronizan y transmiten uno a uno Velocidad de transmisión Son aptos para ser usados en transmisiones de altas velocidad (iguales o mayores de 1200 baudios) Se usa en velocidades de modulación de hasta 1200 baudios Las comunicaciones síncronas, los dos dispositivos se sincronizan inicialmente el uno al otro, y después envían continuamente caracteres a la estancia en la sincronización incluso cuando los datos realmente no se están enviando, un flujo constante de pedacitos permiten que cada dispositivo sepa donde está el otro en cualquier hora dada. Es decir, cada carácter se envía que es datos reales o un carácter ocioso. Las comunicaciones síncronas permiten tasas de transferencia más rápidas de datos que métodos asincrónicos, porque los bits adicionales para marcar el principio y el final de cada octeto de datos no se requieren.
Los medios asincrónicos no requieren ninguna sincronización, no requieren enviar y la recepción de caracteres ociosos. Sin embargo, el
principio y el final de cada octeto de datos se deben identificar por los bits del comienzo y de parada. El bit de comienzo indica cuando el octeto de datos debe alrededor comenzar y las señales del bit de parada cuando termina. Este proceso causa que las comunicaciones asincrónicas sean levemente más lento que síncronas sin embargo tiene la ventaja que el procesador no tiene que ocuparse de los caracteres ociosos adicionales.
Comunicaciones bidireccionales: El puerto serial en su PC significa full-duplex del dispositivo que puede enviar y recibir datos en el mismo tiempo. Para poder hacer esto, utiliza las líneas separadas para transmitir y recibir datos.Comunicación por bits: Una vez enviado el bit de comienzo, el transmisor envía los bits reales.
Bit de paridad: Un bit de paridad produce una cantidad pequeña de repaso de las faltas, para ayudar a detectar la corrupción de los datos que pudo ocurrir durante la transmisión. Usted puede elegir paridad uniforme, paridad impar, paridad de la marca, paridad del espacio o ninguna.
Interfaz RS232: Los puertos seriales en la mayoría de las computadoras utilizan un subconjunto del estándar de RS-232C. El estándar completo de RS-232C especifica los 25-pernos conectador de "D" de los cuales se utilizan 22 pernos.
DCE y DTE: El DTE significa Equipo Terminal de Datos, y el DCE significa Equipo de Comunicaciones de Datos. Estos términos se utilizan para indicar el pin de salida para los conectores en un dispositivo y la dirección de las señales en los pines. Su computadora es un dispositivo del DTE, mientras que la mayoría de los otros dispositivos son generalmente dispositivos del DCE.
Baudios vs Bps: unidad de medida que señala el número de cambios de estado (transiciones) por segundo de una señal discreta de valores enviada por el módem, entendiendo por señal discreta aquella que sólo puede adoptar valores finitos. También se podría hablar de una unidad de velocidad de transmisión de pulsos. Éste no es siempre igual que bits por el segundo (BPS).
