DATOS DEL PROBLEMA:

Potencia (P): 400mW

Ruido (R): 20mW

Secciones (L): 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

Conclusiones:

Es de notar 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, esto se debe a que con la transmisión digital, no se necesita evaluar esos parámetros, con tanta precisión, como en la transmisión analógica, en cambio, los pulsos recibidos se evalúan durante un intervalo de muestreo y se hace una sola determinación si el pulso está arriba (1) o abajo de un umbral específico (0).

No es posible la transmisión, en vista que una señal analógica puede tomar una infinidad de valores dentro de un cierto límite superior e inferior, a diferencia de los digitales que están compuestos por señales discretas binarias, es decir,  que sus señales varían entre 0 y

Para poder transmitir una señal analógica en un sistema digital, se debe someter a un proceso de transformación, que consiste en su forma más sencilla la Modulación de Pulsos Codificados (PCM) la cual consta de muestreo, cuantificación por ultimo codificación,  para luego ser transmitida en el sistema digital.

Solución

Primera parte:

Frecuencia del canal de voz (B)= 4KHz.

Partiendo del teorema de Nyquist que dice: “Una señal analógica de ancho de banda B Hz, puede ser completamente recuperada luego de sufrir un proceso de cuantificación, siempre y cuando las muestras de la señal sean tomadas a una velocidad mínima de 2·B muestras por segundo"., tenemos que se que la frecuencia de muestre (Fm) es de 8 KHz, Además, se consideraran 2 niveles de cuantificación (Nc), donde la señal positiva 1 y el 0 representa la señal negativa.

 Entonces tenemos que:

Nc = 2 ^(n)

Nc= 2

Sustituyendo y despejando el numero de bits n.

n = Log(2)/log(2)

n=1

Ancho de banda para el canal digital (Bo) = (Fm) * (n)

Bo =  8 kHz * 1 = 8 kHz.

Segunda parte

Frecuencia del canal de voz (B)= 4KHz.

Frecuencia de muestre (Fm) es de 8 KHz

Niveles de cuantificación (Nc) = 128

Entonces tenemos que:

Nc = 2 ^(n)

Nc= 128

Sustituyendo y despejando n.

n = Log(128)/log(2)

n=7

Por ultimo calculamos el ancho de banda en el canal digital:

Ancho de banda para el canal digital (Bo) = Fm * (n)

Bo =  8 kHz * 7 = 56 kHz.

Bo = 56 kHz
 

Esto se debe a que los MODEM (MODulador-DEModulador) adaptan la señal digital generada en los computadores y modifica alguna característica (frecuencia, amplitud, fase) de una señal portadora analógica adaptada para transmitirse en la red bajo un esquema analógico dentro de los 4 KHz de ancho de banda del canal telefónico.

Lo que limita la velocidad de transmisión de los modems es que las líneas telefónicas   tienen un ancho de banda comprendido entre 300 y 3300  Hz. Los denominados modems  de 56 Kbps pueden transmitir información analógica o digital. Así permiten recibir datos a 56 Kbps desde internet pero solo pueden enviar  a 28800 bps. Los 56 kbps son un límite que solo se alcanza en determinado estado óptimo de las líneas telefónicas..

 La detección de cada amplitud (baud) puede hacerse cada 1/2400 de segundos = 0.4 milisegundos. Este tiempo es suficiente para que el MODEM pueda detectar un baud e interpretar los dos bits que codifica. La velocidad de transmisión por las líneas telefónicas comunes fue aumentando 100 veces de 300 a 33600 bps. Esto se logró  codificando12 bits por baudio.

El estándar de la UIT-T que regula los MODEM a 56Kbps es el V.90. El mismo establece 56000 bits/s descendente y 336000 bits/s ascendente sobre líneas telefónicas conmutadas.

Los MODEM de 56 Kbps operan usando  Modulación de Amplitud de Pulso (PAM) y no por Modulación por Cuadratura de Amplitud (QAM) . Los modems están especificados en este standard en términos de codificación, señales y secuencias de arranque, procedimientos operativos y funcionalidades de interfaz DTE-DCE. La interfaz de red del MODEM digital y la velocidad de señalización que se utilizan para conectar localmente el MODEM digital a una red conmutada se consideran temas de carácter nacional y no se especifican en este standard.

 Existen dos tipos básicos de comunicación serial, Sincronía y Asíncrona

Comunicación Sincrónica.

En la comunicación Sincrona los dos dispositivos inicialmente deben estar sincronizados uno con el otro,  y continuamente enviar caracteres para evaluar el estado de la Sincronización, aun cuando la no se este transmitiendo información se debe mantener un flujo de datos que le permita a cada dispositivo conocer el tiempo en el que esta el otro. La comunicación síncrona permite una rata mayor de transferencia que la Asincrona, porque no es necesario el envió de bits de marcas adicionales indicando el inicio y fin de cada byte de data.

Comunicación Asíncrona.

Asíncrono significa “sin sincronización“, en este tipo de transmisión es requerido el envío y recepción de caracteres “ociosos”, sin embargo, al inicio y fin de cada byte de dato debe ser identificado con bits de Start y Stop. El bit de Stat marca el inicio del envio del byte de dato, y el bit de Stop da la señal de fin.

El requerimiento de envió de estos bits adicionales causa que la comunicación sea mas lenta que la sincronía, sin embargo esta tiene una ventaja y es que el microprocesador no tiene un trabajo adicional por el procesamiento de caracteres “ociosos”.

Definiciones de algunos conceptos básicos:

.- Comunicación Bidireccional:

Comunicación bidireccional también conocida como comunicación full Duplex, básicamente significa que el dispositivo tiene la capacidad de enviar y recibir información al mismo tiempo, esto es posible ya que existen dos lineas distintas de transmisión una para envío y otra para recepción de data. 

.- Bit de Paridad.

Además de proveer la transmisión de  bits de Stat y Stop, o Inicio y Parada, adicionalmente se agrega un bit denominada Parity bit  o bit de Paridad, el cual hace un pequeño aporte al cheque de errores, este ayuda a detectar la corrupción de la data que pueda ocurrir durante la transmisión. Se puede escoger entre Paridad Par, Paridad Impar  o sin Paridad.

.- 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.

.- 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.

.- Baudio vs Bits por segundo

Baudio
Tasa de emisión de señal de una línea. Representa el número de variaciones de voltaje que se realizan en un segundo. En bajas velocidades, los baudios son iguales a los bps (bits por segundo), pero es posible transmitir una mayor cantidad de bits realizando técnicas de modulación múltiple. Existen módems que transmiten a 14.400, 28.800, 33.600 y 56.000 baudios.