Redes y
Telecomunicaciones
ACTIVIDAD Nº 1
Elaborado por: Gabriel Ramírez
INTRODUCCIÓN A
LAS REDES DE TELECOMUNICACIONES
Ejercicio 1: Si la señal transmitida tiene una 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.
La relación señal ruido
es de 20 dB y evaluando la degradación sufrida por la
señal en un esquema analógico de 6 secciones obtenemos como resultado 3.33dB y
para el caso de transmisión digital 18,21dB, considerado despreciable al
compararla con la transmisión analógica. En conclusión una degradación en
secciones es más confiable para el tipo de transmisión digital.
Ejercicio 2: ¿Qué sucedería si
se intenta transmitir una señal analógica en un sistema digital?
Se descartan muchos
valores y se define un conjunto limitado (finito) de ellos, es decir se produce
un proceso de cuantificación de la señal.
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.
El Teorema de Nyquist
expresa matemáticamente que: fs>= 2fa
En donde fs: mínima
frecuencia de muestreo de Nyquist
fb: frecuencia máxima del canal telefónico
Si para un canal de voz se tiene una frecuencia máxima
por canal de :
fb = 4000 Hz, la
frecuencia mínima de muestreo debe ser
fs = 2 * (4000 Hz) =
8000 Hz que equivalen a 8000 muestras/segundo
para la digitalización se emplearon 8 bits, lo cual
equivale a 256 niveles.
8000 muestra/seg * 8
bits/muestra = 64000 bits/seg = 64 Kbps
Aplicando la fórmula de capacidad de información, se
tiene:
C = 2 * B * log2 (n)
B = Ancho de Banda
n = número de niveles de cuantificación
C = 2 * 4000 * log2
(256) = 64000 bps
En el caso de utilizar 128
niveles para la cuantificación, se tiene:
128 niveles = 27; es decir cada muestra se codifica en 7 bits
8000 muestra/seg * 7 bits/muestra = 56000 bits/seg
= 56 Kbps
C = 2 * 4000 * log2
(128) = 56000 bps
La velocidad mínima para
transmitir la señal por un canal de voz digital, debido a la precisión de ésta,
es de 64 Kbps.
Si
las muestras se cuantifican en 128 niveles, la velocidad de flujo de datos que
se requiere en el canal para poder transmitir las muestras es de 56 Kbps
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?
La función principal de un MODEM se resumen en dos
funciones principales: como MODULADOR emitir
señales digitales y transformándolas en analógicas, para que puedan ser
transmitidas a través de la línea telefónica convencional, y como DEMODULADOR
cuantificar estas señales transmitidas y convirtiéndolas nuevamente en formato
digital. Adicional a esto, los modems cumplen la función de detección de errores de
transmisión. La presencia de ruido en las líneas de transmisión
provoca errores en el intercambio de datos que se detecta introduciendo
información de control, como por ejemplo, el bit de
paridad. Así mismo puede incluirse información redundante que permita además
corregir los errores cuando se presentan.
El elemento que limita la velocidad de los modems es básicamente la línea de transmisión debido a que
las leyes físicas establecen un límite para la velocidad de transmisión en un
canal ruidoso, con un ancho de banda determinado. Las
líneas telefónicas de la red conmutada convencional, fueron establecidas principalmente para la
transmisión de voz, lo cual determina una limitante en el ancho de banda.
Cuando se habla de línea de transmisión, se incluyen los alambres de cobre, las
centrales telefónicas y todos aquellos elementos que intervienen en el proceso
de interconexión entre el cliente y la central telefónica.
Un
MODEM puede alcanzar velocidades del orden de los 33.6 Kbps,
de acuerdo al estándar internacional V.34 que establece una serie de
especificaciones internacionales para que los Modems
se comuniquen a esta velocidad o a velocidades inferiores. Según el teorema de
capacidad de Shannon se puede demostrar que una línea
estándar de tendido telefónico trabaja hasta un tope de 3.5kHz, y para una
señal de ruido 29dB se tiene:
C = B log2(1+S/N) bps
Donde C es la capacidad del canal según Shannon,
B el ancho d banda y S/N la relación señal ruido
S/N=
10^(29/10)= 794,33
C=(3000)log2(1+794,33)
=3000ln(795,33)/ln(2)=33723,923=33.7kbps
Ejercicio 5: Averigüe cuál es
el estándar de UIT-T, y las principales características de la transmisión a
56000bps
http://www.itu.int/publications/
El estándar internacional de los módems de 56 Kbps
es el protocolo V.90, desarrollado por
el Grupo de Estudio 16 de la ITU (Unión Internacional de Telecomunicaciones). Este
protocolo está diseñado para las conexiones de un proveedor de servicios
Internet (ISP) a un cliente. El protocolo V.90 (y los protocolos propietarios
K56flex y X2 que le precedieron) son distintos de los protocolos anteriores
porque proporcionan velocidades distintas de host a
cliente y de cliente a host. El protocolo V.90
proporciona velocidades de transmisión de hasta 56 Kbps
desde el host de un ISP al cliente y de hasta 33,6 Kbps para las transmisiones de cliente a host.
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.
Cuando se envían datos, la transmisión del cliente debe continuar
realizando la conversión analógica a digital en alguna parte entre el cliente y
la oficina central. Por tanto, las transmisiones de cliente a host usan el estándar V.34 con la velocidad de los datos
limitada a 33,6 Kbps.
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 V.90 permite a los módem recibir datos sobre los 56 Kbps a través de la PSTN (Red Telefónica Pública). V.90
superan las limitaciones teóricas impuestas sobre los módem analógicos corrientes
aprovechándose de las conexiones digitales del servidor que la mayoría de los
proveedores de servicio online e Internet usan en sus extremos para conectarse
a la PSTN.
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).
|
|
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 |