REDES Y TELECOMUNICACIONES
ACTIVIDAD Nº 1: 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.
Respuesta:
Datos: Señal: 400mW
Ruido: 20mW,
L: 6 secciones
[señal/ruido] = 10log[400mW/20mW]
[señal/ruido] = 10log20
[señal/ruido] = 13.01 dBm
Ahora el Esquema Analógico para 6 secciones es:
[señal/ruido] = [señal/ruido]*(1/L)
[señal/ruido] = 13.01 dBm * (1/6)
[señal/ruido] = 2,16 dBm
Ahora el Esquema Digital para 6 secciones es:
[señal/ruido] = [señal/ruido] - Ln(6)
[señal/ruido] = 13.01 dBm - Ln(6)
[señal/ruido] = 11.21 dBm
Conclusiones: Por los resultados anteriormente demostrados se concluye, que durante el proceso de transmisión analógica existe una menor relación señal/ruido que con la transmisión digital, lo que nos indica que en las transmisiones analógicas la señal es menos fuerte frente al ruido que en transmisiones digitales. Esto se debe a que un enlace analógico siempre será más afectado por el ruido porque la señal/ruido es inversamente proporcional al número de secciones, mientras más secciones menor será la señal/ruido y por lo tanto más ruidoso el extremo final, mientras que en un enlace digital, la señal/ruido se afectará por la diferencia del Ln del número de secciones, un valor pequeño con relación al valor de señal/ruido por lo que la calidad de la señal recibida en el extremo final será de mejor calidad.
Ejercicio 2: ¿Qué sucedería si se intenta transmitir una señal analógica en un sistema digital?
Respuesta:
No se podría realizar la transmisión, porque para transmitir una señal analógica a través de un sistema digital debe transformarse la señal, pasándola por un proceso de cuantificación, el cual consiste en descartar algunos valores, tomando únicamente los más representativos. La misma técnica es usada para transmitir digitalmente una señal analógica, por lo tanto se asume que codifica digitales y que el sistema de transmisión cuenta con repetidores en lugar de amplificadores.
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.
Respuesta:
El Teorema de Nyquist dice: para garantizar que no se pierda información, la señal debe ser muestreada por lo menos el doble de su frecuencia máxima.
fs = 2 fm (Teorema de Nyquist)
fm = 4 KHz frecuencia máxima
fs = 2 * 4 KHz = 8 KHz = 8.000 Hz
Esto quiere decir que deben tomarse 8.000 muestras/seg, para cuantificar apropiadamente la señal.
Si las muestras se se cuantifican en 128 niveles, la velocidad de flujo de datos requerida en el canal para poder transmitir las muestras es:
número de niveles = 2n, donde n es el número de bits
128 = 27
n = 7
por lo tanto queda,
Velocidad de flujo de datos = n * fs = 7 bits/muestra * 8000 muestras/seg
Velocidad de flujo de datos = 56.000 bits/seg
Ejercicio 4: ¿cuál es la función de un MODEM, que limita que se incremente la velocidad de transmisión en los mismos, y cómo se explica que puedan tenerse velocidades del orden de los 33 Kbps?
Respuesta:
MODEM: MOdulador DEModulador. Es un componente físico el cual esta conectado a un PC, el mismo puede ser de tipo interno o externo. Los modem tiene uno o dos conectores RJ11 (de teléfono), para los de un conector el cable va directamente al teléfono y para los de dos conectores se conecta en línea.
La función del MODEM es conectar una o más computadoras a la red, los cuales se encargan de llevar señales electrónicas y digitales, ahora bien las computadoras se conectan por señales electrónicas que salen de las mismas, esto es un problema ya que la línea telefónica no envía señales electrónicas sino que lo hace enviando impulsos analógicos. Para poder cambiar de señales electrónicas a impulsos analógicos e introducirlos a la línea telefónica se creo el MODEM.
La velocidad de transmisión de los MODEMS esta limitada por el medio de transmisión, normalmente pares telefónicos, a pesar de que actualmente hay cables trenzados Nivel 5 y Nivel 6 por los cuales se pueden enviar hasta 100 Mbps.
Para obtener velocidades alrededor de 33 Kbps manteniendo el ancho de banda es necesario la codificación bits y utilizar multinivel con una modulación de fase diferencial DPSK, donde la portadora tiene 4 estados diferentes. Cada grupo de dos bits se codifica como un cambio de fase de la portadora con respecto a la base del símbolo inmediatamente anterior.
Entre los factores que limitan la velocidad de transmisión están:
1. La saturación de las líneas
2. La baja capacidad que proporcione el proveedor de acceso a Internet
3. La mala calidad del MODEM, etc.
Ejercicio 5: Averigue cuál es el estándar de UIT-T, y las principales características de la transmisión a 56000 bps. http://www.itu.int/publications/
Respuesta:
La principal característica de los documentos de UIT-T, es que son reglamentos internacionales que definen las características de una transmisión de datos. El estándar de UIT-T para la transmisión a 56000 bps se llama V.90 aprobada en 1998.
Las ventajas de la transmisión a 56000bps, según UIT-T V.90 son:
1. Mayores velocidades de transmisión y recepción de datos
2. Conexiones reciprocas entre cualquier fabricante y cualquier proveedor de Internet o ISP
3. Menor ruido de cuantificación, lo cual da como resultado un mayor flujo de salida de datos por cada segundo de tiempo.
Ejercicio 6: Leer el artículo "Introduction to Serial Communication" en http://www.taltech.com/introserial.htm. Explicar las diferencias entre comunicaciones sincrónicas y comunicaciones asincrónicas. Resumir en un párrafo los conceptos allí indicados (Bit de paridad, Interfaz RS232, Baudios vs Bps, Null modems, ... etc).
Respuesta:
Comunicación Sincrónica: Los equipos que se comunican se sincronizan entre sí por uno o más caracteres de sincronismo en el momento inicial de la transmisión y constantemente se intercambian la información siempre, así no exista flujo de datos.
Comunicación Asincrónica: No necesitan sincronización, pero es necesario indicar cuando comienza un dato y cuando termina, es decir, que emplean marcas de bits que viajan en cada paquete transmitido. Las comunicaciones sincrónicas permiten velocidades de transferencia de datos más rápidas que el método asincrónico porque no se requieren los bits adicionales para marcar el inicio y el final de cada byte de datos.
Bit de Paridad: Es un bit que opcionalmente se añade a los datos para determinar si ocurren errores durante la transmisión de la información.
Interfaz RS-232: Es un puerto serial de comunicación presente en la mayoría de los equipos digitales, es un estándar para interfaz de comunicación serial, es un conector tipo DB25 que contiene 25 pines, pero también existen conectores DB9 de 9 pines.
Baudios vs Bps: Los baudios se definen como la capacidad del modem de soportar determinada cantidad de cambios de señal por segundo, y es un término que no debe de ser confundido con la velocidad del modem, la cual se mide en bits por segundo (Bps) y se refiere a la velocidad de modulación.
Null Modems: Es un cable que permite conectar dos computadores directamente. Un cable o adaptador Null Modem cruza las líneas de transmisión y recepción, así la transmisión en un extremo se conectaría la recepción en el otro extremo y viceversa. Además de TX y RX también se cruzan DTR y DSR, así como RTS y CTS en una conexión Null Modem.
DTE y DCE: Se usan para indicar la conexión o dirección de las señales entre los pines de los conectores DB25 o DB9.
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