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INTRODUCCIÓN A LAS REDES DE TELECOMUNICACIONES
Luis Javier Marín Boyer
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.
DATOS DEL PROBLEMA:
Potencia: 400mW
Ruido: 20mW
Secciones: 6.
Solución
a.- Relación señal a ruido en un circuito Analógico de 6 canales:
Señal/Ruido (S) = [10 * log (P/R] * (1/6)
Sustituyendo
S= [10*log(400/20)] * 1/6
S= 2.17 dBm
b.- Relación señal a ruido en un Circuito Digital de 6 canales:
Señal/Ruido (S) =[10 * log (P/R] – Ln(L)
Sustituyendo
S= [10*log(400/20)] – Ln(6)
S= 11.22 dBm
Se nota que en las transmisiones digitales la señal se degrada en menor proporción que en las transmisiones analógicas, por lo tanto presenta mayor inmunidad al ruido.
Las señales analógicas son más susceptibles a las variaciones de fase y frecuencia que los pulsos digitales a la amplitud.
¿Qué sucedería si se intenta transmitir una señal analógica en un sistema digital?
Si se intenta transmitir, en un sistema digital, una señal analógica como tal, esta se perdería o simplemente no podría ser transmitida sin antes pasar por el debido proceso de transformación. Se trata de convertir la señal analógica en una señal. El procedimiento para la conversión analógica/digital consta de tres etapas esenciales: muestreo, cuantización y codificación.
¿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?
Tiene como función la modulación y posterior la desmodulación de una señal digital emitida por un computador, adaptándola para ser transmitida bajo esquemas analógicos de la red telefónica, en anchos de banda de 4KHz.
La velocidad de los MODEM están limitadas por el estándar de la Unión Internacional de Telecomunicaciones; el más habitual está basado en la norma V.90 cuya velocidad máxima está en los 56 Kbps.
Esta norma se caracteriza por un funcionamiento asimétrico, los 56 Kbps sólo se alcanzan en la recepción, mientras que el envío de datos sólo alcanza a los 33,6 Kbps; tomando en cuenta 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, como por ejemplo el ancho de banda, pudiendo ser en algunos casos bastante inferiores.
Averigüe cuál es el estándar de UIT-T, y las principales características de la transmisión a 56000bps
El estándar está basado en la actual norma V.90 cuya velocidad máxima está en los 56Kbps, esto permite obtener información de Internet de una manera más rápida y existe menor costo de comunicación.
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.
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.
Las principales características para el establecimiento de una transmisión a 56.000 bps son:
· La comunicación es Asíncrona, donde la transmisión desde el cliente hacia el proveedor (Upstream), se mantiene en 33.600 bps y desde el proveedor hacia el cliente (Downstream), se establece en 56.000 bps.
· Debe existir como máximo una conversión analógico-digital en todo el recorrido de la señal, para poder conectarse a 56.000 bps.
· La norma V.90 utiliza una transmisión de señales en modo digital durante la mayor parte posible del trayecto.
· Uno de los extremos de la comunicación debe ser digital y, concretamente, el del emisor.
· Los modems utilizados en origen y destino deben soportar la normativa V.90.
Leer el artículo “Introduction to Serial Communication” en http://www.taltech.com/resources/intro-sc.html#Synch 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).
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Comunicación Síncronas |
Comunicación Asíncrona |
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Los dispositivos |
Deben estar sincronizados uno con el otro |
No existe sincronización |
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Tasa de transferencia de datos |
Mayor |
Menor |
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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 |
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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 |
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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 |
Comunicación Síncronas Comunicación Asíncrona:
Los dispositivos Deben estar sincronizados uno con el otro No existe sincronización, ya que no hay un bits de comienzo ni de final que le indiquen a los dispositivos cuando reciben o envían un bloque de datos
No existe sincronización, ya que en la transmisión los dispositivos no se sincronizan valiéndose del tiempo
Tasa de transferencia de datos
Es mayor debido a que la información se transmite en paquetes, es decir grupo de bytes.
Ya que cada bist se transmite de forma individual.
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. Estos bits no generan sobrecarga a información, son únicamente para anteceder el paquete. Para marcar el inicio y el fin de cada octeto de datos, ya que cada byte se transmite con un bits de inicio el cual indica el principio del byte y un bits al final el cual indica el fin del mismo.
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. Esto genera mayor perdida de los datos a transmitir.
Lo cual garantiza una disminución en los errores de transmisión y es más fácil realizar una verificación de paridad, para asegurar que no se eliminaron bist durante la transmisión
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
Ya que la información viaja en bloques y no existen (bist) de control los cuales generan sobrecarga de información
Ya que en este tipo de transmisiones se realiza a nivel de byte acompañado de bist de control, lo que genera retraso en la transmisión.
GENERALIDADES:
Todas la PC de
la IBM y computadoras compatibles se equipan típicamente de dos puertos
seriales y de un puerto paralelo. Aunque estos dos tipos de puertos se
utilizan para comunicarse con los dispositivos externos, trabajan de
diversas maneras.
Un puerto paralelo envía y recibe datos ocho bist a la vez sobre 8
cables separados. Esto permite que los datos sean transferidos muy
rápidamente; sin embargo, el cable requerido es más abultado debido
a el número de alambres individuales que debe
contener. Los puertos paralelos se utilizan típicamente para conectar
una PC con una impresora y se utilizan raramente.
Un puerto serial envía y recibe datos un bist a la vez sobre un alambre. Mientras que toma ocho veces tan largas para transferir cada octeto de datos de esta manera, sólo se requieren algunos alambres. En hecho, las comunicaciones de dos vías (de full duplex) son posibles con solamente tres alambres separados - uno a enviar, uno a recibir, y un alambre de tierra de la señal común.
COMUNICACIONES SÍNCRONAS Y ASINCRÓNICAS
Hay dos tipos básicos de comunicaciones seriales, síncrono y asincrónico.
Con comunicaciones síncronas, los dos dispositivos se sincronizan inicialmente el uno al otro, y después envían continuamente caracteres a la estancia en la síncrono. Incluso cuando los datos realmente no se están enviando, un flujo constante de bist permiten que cada dispositivo sepa donde está el otro en cualquier hora dada. Es decir, cada carácter que se envía sean datos reales o un carácter ocioso. Las comunicaciones síncronas permiten tarifas de transferencia más rápidas de datos que métodos asincrónicos, porque los bist adicionales para marcar el principio y el final de cada octeto de datos no se requieren.
Los puertos seriales en las PC del IBM-estilo son dispositivos asincrónicos y por lo tanto apoyan solamente comunicaciones seriales asincrónicas.
Los medios asincrónicos, no requieren así enviar y la recepción de caracteres ociosos. Sin embargo, el principio y el final de cada octeto de datos se deben identificar por los bist de comienzo y de parada. El bist de comienzo indica cuando el octeto de datos debe comenzar y las señales del bist de parada cuando termina. El requisito para enviar estas dos causas adicionales de los bist de comunicaciones asincrónicas para ser levemente más lento que síncronas sin embargo él tiene la ventaja que el procesador no tiene que ocuparse de los caracteres ociosos adicionales.
Una línea asincrónica que es marcha lenta se identifica con un valor de 1. Usando este valor para indicar que no se está enviando ningunos datos actualmente, los dispositivos pueden distinguir entre un estado IDLE y una línea desconectada. Cuando un carácter está a punto de ser transmitido, se envía un pedacito de comienzo. Un pedacito de comienzo tiene un valor de 0.
BI-DIRECTIONAL COMMUNICATIONS
El puerto serial de la PC es un significado 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. Algunos tipos de dispositivos seriales apoyan solamente comunicaciones unidireccionales y por lo tanto uso solamente dos alambres en el cable - la línea de transmitir y la tierra de la señal.
COMMUNICATING BY BITS
Una vez que se haya enviado el pedacito de comienzo, el transmisor envía los bits de datos reales. Puede haber 5, 6, 7, o 8 bits de datos, dependiendo del número que usted ha seleccionado. El receptor y el transmisor deben convenir en el número de los bits de datos, así como la velocidad. Casi todos los dispositivos transmiten datos usando 7 o 8 data bits.
Note que cuando se emplean solamente 7 bits de datos, usted no puede enviar los valores mayor de 127 del ASCII. Asimismo, usando 5 límites de los bits el valor posible más alto a 31. Después de que se hayan transmitido los datos, se envía un bits de parada. Un bits de parada tiene un valor de 1 - o un estado de la marca - y puede ser detectado correctamente incluso si el bit de datos anterior también tenía un valor de 1. Esto es lograda por la duración del pedacito de parada. Los bits de parada pueden ser 1, 1.5, o 2 períodos del bits en longitud.
THE PARITY BIT
Además de la sincronización proporcionada por el uso de los bits del comienzo y de parada, un bits adicional llamado un bits de paridad se puede transmitir opcionalmente junto con los datos. Un bits 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 ningúna. Cuando se está utilizando la paridad uniforme o impar, el número de las marcas (bits lógicos 1) en cada octeto de datos se cuenta, y un solo bits se transmite después de los bits de datos para indicar si el número de los bits 1 apenas enviados es uniforme o impar.
RS-232C
Rs-232c es el Standard de de ultimo estudio. Los puertos seriales en la mayoría de las computadoras utilizan un subconjunto del estándar de Rs-232c. El estándar completo de Rs-232c especifica un conectador de los 25-pines "D" de el cual se utilicen 22 pines. La mayoría de estos pines no son necesarios para las comunicaciones normales de la PC, y de hecho, la mayoría de las PC nuevas se equipan de los conectadores masculinos del tipo de D que tienen solamente 9 pernos.
DCE AND DTE DEVICES
Dos términos que usted debe ser familiar con son DTE y DCE.
DTE está basado para equipo terminal de datos, y el DCE está basado para el equipo de comunicaciones de datos. Estos términos se utilizan para indicar el pin-hacia fuera para los conectadores 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.
Los estados estándares Rs-232 que los dispositivos del DTE utilizan un conectador masculino de los 25-pines, y los dispositivos del DCE utilizan un conectador de la hembra de los 25-pines. Usted puede por lo tanto conectar un dispositivo del DTE con un DCE usando una conexión recta. Sin embargo, para conectar dos dispositivos, usted debe en lugar de otro utilizar un cable null módem. El null módem cable cruzado.
BAUD VS. BITS PER SECOND
La unidad del baudio se nombra después de Jean Maurice Emile Baudot, que era oficial en el servicio francés del telégrafo. Le acreditan con idear el primer código de la uniforme-longitud 5-bit para los caracteres del alfabeto en la a fines del siglo XIX. Qué baudio realmente se refiere es índice de modulación o el número de épocas por segundo que un estado de los cambios de línea. Éste no es siempre igual que bits por el segundo (BPS). Si usted conecta dos dispositivos seriales juntos que usan los cables directos entonces el baudio y los BPS son en hecho iguales. Así, si usted está funcionando en 19200 BPS, entonces la línea también está cambiando niveles de 19200 veces por segundo. Pero al considerar los módems, éste no es el caso. Porque los módems transfieren señales sobre una línea telefónica, la velocidad se limita realmente a un máximo de 2400 baudios. Ésta es una restricción física de las líneas proporcionadas por la compañía del teléfono. El rendimiento de procesamiento de datos creciente alcanzado con 9600 o módems más altos del baudio es logrado usando la modulación sofisticada de la fase, y técnicas de la compresión de datos.
CABLES, NULL MODEMS, AND GENDER CHANGERS
En un mundo perfecto, todos los puertos seriales en cada computadora serían dispositivos del DTE con los conectadores del varón "D" de los 25-pernos. El resto de los dispositivos serían dispositivos del DCE con los conectadores de la hembra de los 25-pernos. Esto permitiría que usted utilizara un cable en el cual cada perno en un extremo del cable está conectado con el mismo perno en el otro extremo. Desafortunadamente, no vivimos en un mundo perfecto. Los puertos seriales utilizan 9 y 25 pernos, muchos dispositivos se pueden configurar como el DTE o DCE, y - como en la caja de muchos dispositivos de la colección de datos - puede utilizar pines-salidas totalmente no estándares. Debido a esta carencia de la estandardización, los cables especiales llamados los cables, null módem, cambiadores del género se requieren a menudo.
CABLES LENGTHS
El estándar de Rs-232c impone un límite de la longitud de cable de 50 pies. Usted puede no hacer caso generalmente de este "estándar", puesto que un cable puede ser mientras 10000 pies en las velocidades hasta 19200 si usted utiliza una alta calidad, cable bien blindado. El ambiente externo tiene un efecto grande en las longitudes para los cables sin blindaje. En ambientes eléctricamente ruidosos, incluso los cables muy cortos pueden tomar señales perdidas.
Usted puede ampliar grandemente la longitud de cable usando los dispositivos adicionales como los aisladores y los aumentadores de presión ópticos de la señal. Los aisladores ópticos utilizan los LED y los diodos de la foto para aislar cada línea en un cable serial incluyendo la tierra de la señal.
Cualquier ruido eléctrico afecta todas las líneas en el cable óptimamente igualmente aislado - incluyendo la línea de tierra de la señal. Esto hace los voltajes en las líneas de señales concernientes a la línea de tierra de la señal reflejar el voltaje verdadero de la señal y así de cancelar fuera del efecto de cualquier señal de ruido.
GENDER CHANGERS
Un problema que usted puede encontrar está teniendo dos conectadores del mismo género que debe ser conectado. Usted puede comprar los cambiadores del género en cualquier almacén de la fuente de la computadora o de oficina. Nota: El puerto paralelo en una PC utiliza un conectador femenino de 25 pernos que cause a veces la confusión porque parece justo como un puerto serial a menos que ése él tenga el género incorrecto. 9 y 25 puertos seriales del pin en una PC tendrán siempre un conectador masculino.
NULL MODEM CABLES AND NULL MODEM ADAPTORS
Si usted conecta dos dispositivos del DTE (o dos dispositivos del DCE) que usan un cable recto RS232, entonces la línea de transmitir en cada dispositivo será conectada con la línea de transmitir en el otro dispositivo y las líneas de recepción serán conectadas además el uno al otro. Un cable null módem o un adaptador null módem cruzado simplemente la recepción y transmite líneas de modo que transmita en un extremo esté conectado para recibir en el otro extremo y viceversa. Además de transmita y reciba, DTR y DSR, así como RTS y CTS también se cruzan en una conexión null módem.
