Actividad 1

Ejercicio 1:

Si la señal transmitida tiene una potencia de 400mW, frente a un ruido de 20mW. Evalúe cuanto 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]₁ = 10 log[ 400mW / 20mW ]

[Señal/Ruido]₁= 13,01 dBm

Analógico de 6 secciones => L = 6

[Señal/Ruido]_t = [Señal / Ruido]₁ * 1 / L

[Señal/Ruido]_t = 13,01 dBm * (1/6)

[Señal/Ruido]_t = 2,17 dBm

Transmisión Digital (con L=6)

[Señal/Ruido]_t = [Señal/Ruido]₁ – ln (L)

[Señal/Ruido]_t = 13,01 dBm – ln (6)

[Señal/Ruido]_t = 11,22 dBm

Entre más alta sea la relación señal-a-ruido, mejor es el funcionamiento del sistema, por lo tanto en este ejercicio se puede concluir que la calidad de la señal digital es mejor que la analógica ya que posee una señal-a-ruido más alta (la señal digital sufre menos degradación que la analógica).

Ejercicio 2:

¿Qué sucedería si se intenta transmitir una señal analógica en un sistema digital?

En primera instancia se perdería información de la señal, lo correcto sería realizar un proceso de digitalización de los datos para lo cual se llevan a cabo los pasos siguientes:

Muestreo: La señal es muestreada a una velocidad de 8000 veces por segundo. Estas muestras son almacenadas y colectadas a una velocidad predeterminada. Esta tasa de muestreo se realiza bajo el Teorema de Nyquist según el cual se demostró que una señal debe ser muestreada al doble de su ancho de banda para poder tener una réplica sin distorsión apreciable de la señal original. Se toma una muestra de la señal y se convierte en ceros y unos.

Cuantificación: Se realiza comparando la señal analógica con el correspondiente valor digital y seleccionando el valor más aproximado.

Codificación: Es la asignación de un número binario de cierta cantidad de bits, que represente los niveles de la señal analógica.

Con estos pasos convertimos las señales analógicas en digitales para así poder transmitirlas por medios físicos (par trenzado, cable coaxial, fibra óptica, etc.) o por medios inalámbricos (ondas de radio, microondas, satélites, etc.)

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.

Según este teorema teniendo el ancho de banda de 4KHz (B=4KHz) la velocidad mínima de transmisión sería de 8 KHz (2*B) lo cual corresponde al doble del ancho de banda.

Con una cuantificación de 128 niveles, o lo que es lo mismo, 7 bits, serían necesarios 56Kbits/s para transmitir, ya que:

Velocidad = 2*B*N°Bits = 2*4000 Hz*7 bits = 56000 bits/s = 56Kbits/s

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 de un MODEM es la de modular y posteriormente demodular una señal emitida por un computador, para ser transmitida mediante los esquemas analógicos de las redes telefónicas.

La velocidad de los mismos se encuentran limitadas por el estándar de la UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones). El estándar más habitual se basa en la norma V.90 que dice que velocidad máxima corresponde a 56 Kbps. La misma está caracterizada por un funcionamiento asimétrico y dicha velocidad sólo puede ser alcanzada recibiendo datos mientras que el envío sólo alcanza los 33,6 Kbps teniendo 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 de la compañía telefónica que presta el servicio, como por ejemplo el ancho de banda.

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 de la UIT-T que regula los MODEM a 56Kbps es el V.90. El mismo establece 56000 bits/s para descargas (downloads) y 33600 bits/s para cargas (uploads) de datos 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 módems están especificados en este estándar 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 estándar.

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 y Bps, Null módems,........etc).

Transmisiones Asíncronas

Transmisiones Síncronas

-La sincronización entre pulsos se hace mediante una señal de referencia, pero entre dos caracteres puede mediar cualquier separación.

-Los datos fluyen de manera serial

-Cada uno de los caracteres transmitidos tiene un bit de arranque que lo precede, los bits con la información codificada y finalmente uno o uno y medio y dos bits de parada, es decir, por cada carácter de datos el receptor se sincroniza de nuevo al recibir el bit de start.

-La longitud de la palabra a transmitir es de 10/11 bits.

-Simplifica los requerimientos sobre el canal de transmisión y el diseño de los equipos receptores, pero limita la cantidad máxima de datos que pueden ser transmitidos consecutivamente, pues de no ser así podrían incurrirse en errores de transmisión.

-Los dos dispositivos inicialmente se sincronizan uno con el otro

-Todas las señales están referenciadas a una señal patrón (reloj), siendo sus instantes significativos múltiplos enteros de de un pulso

- La longitud de la palabra a transmitir es de 8 bits. El receptor y el transmisor operan simultáneamente y se sincronizan a través de un reloj siendo uno le maestro y el otro el esclavo.

-Con el control del reloj se logra mayor eficiencia en el aprovechamiento del ancho de banda, puesto que en cualquier momento se puede originar una transmisión sin necesidad de previo aviso.

-Permite mayores velocidades que la asíncrona pero precisa de módems y terminales complejos, brindando un mejor uso de la línea, permitiendo mayores velocidades de transmisión por ser menos sensible al ruido y demás defectos de los medios de transmisión..

Bit de Paridad: Es el método empleado por la mayoría de los sistemas seriales de baja velocidad ( por ejemplo los módems ). Consiste en transmitir en transmitir 8 bits de data y contar el número de 1’s presentes en ese grupo de 8 bits. En función de si ese número es par o impar, se asigna un noveno BIT con un valor de 1 o 0 correspondiendo con la paridad o no paridad de los 1’s transmitidos. Ayuda a detectar si ocurre corrupción de la data durante la transmisión.

RS232: Es la recomendación estándar 232 y C es la revisión más reciente . El mismo específica un conector “D” de 25 pines donde solo 22 son usados. Los PCS nuevos están equipados con conectores “D” machos de 9 pines.

BAUD y Bits per second: Baud se refiere a la rata de mediciones por segundos en que una línea cambia de estado.. Debido a que los MODEMS transfieren señales en la línea telefónica, la rata de BAUD está limitada a 2400 baudios. Esta es una restricción física de la línea telefónica

Null MODEM Cables: Un cable Null MODEM o Adaptador Null MODEM cruza las líneas de recepción y transmisión. Así la línea de recepción de uno de los extremos es conectada a la línea de transmisión en el otro extremo y viceversa.