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.

Antes de realizar el calculo de la degradación sufrida por la señal en un esquema analógico y la comparación con el de transmisión digital, se debe calcular la relación señal a Ruido del sistema:

Potencia de señal=PS= 400 mW

Potencia de Ruido=PR=20 mW

Señal= S

Ruido= R

(S/R) = (PS/PR)    →    (S/R)dBm=10log (PS mW/PR mW)    →    (S/R)dBm=10log (400mW/20 mW)

(S/R)dBm = 13,01 dBm

Conclusiones: De acuerdo a los resultados obtenidos luego aplicada la formula de la relación de señal ruido para transmisiones analógicas y digitales se puede observar que:

• La relación señal ruido de la transmisión digital es mayor que la analógica.

• La degradación en la transmisión analógica es mayor que en la transmisión digital.

Ejercicio 2: ¿Qué sucedería si se intenta transmitir una señal analógica en un sistema digital?

Cabe destacar, que para dar una explicación más detallada a la interrogante planteada se debe de definir cada uno de los términos que lo relacionan:

• La señal analógica es un tipo de señal generada por algún tipo de fenómeno electromagnético y que es representable por una función matemática continua en la que es variable su amplitud y periodo (representando un dato de información) en función del tiempo [1]

• La señal digital es un tipo de señal generada por algún tipo de fenómeno electromagnético en que cada signo que codifica el contenido de la misma puede ser analizado en término de algunas magnitudes que representan valores discretos, en lugar de valores dentro de un cierto rango. Por ejemplo, el interruptor de la luz sólo puede tomar dos valores o estados: abierto o cerrado, o la misma lámpara: encendida o apagada (véase circuito de conmutación).[1]

• Un sistema digital es una combinación de dispositivos diseñado para manipular cantidades físicas o información que estén representadas en forma digital; es decir, que sólo puedan tomar valores discretos.

• Un Sistema es Analógico cuando las magnitudes de la señal se representan mediante variables continuas, esto es análogas a las magnitudes que dan lugar a la generación de esta señal. Un

A modo Ilustrado, si se introduce una señal analógica a la entrada de un sistema digital, la misma no va a ser interpretada correctamente, generará ruido a la entrada del sistema que causará salidas aleatorias. Además de que, se hace difícil de controlar la precisión de una señal analógica en un sistema digital, siendo complicado de realizar operaciones matemáticas precisas sobre señales en formato analógico.

Por lo anteriormente descrito, para poder procesar una señal analógica en un sistema digital se debe utilizar un convertidor A/D (analógico - digital); los cuales convierten la información en forma digital para poder procesarla, convertirla nuevamente en una señal analógica (salida o resultada a través del convertidos D/A- Digital - Analógico), como ejemplo se tomará el siguiente caso:

Figura N° 1. Conversión A/D y D/A

Fuente: EL autor (2009)

Ejercicio 3: A partir del Teorema de Nyquist, y conociendo que la señal de voz en un canal telefónico contiene frecuencias máximas del orden de los 4kHz (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, que velocidad de flujo de datos se requiere en el canal para poder transmitir las muestras.

Este teorema asegura que cuando se muestrea una señal, la frecuencia de muestreo debe ser mayo que el doble del ancho de banda de la señal de entrada , para poder reconstruir la señal original. Si B es el ancho de banda de la señal y Fm es la frecuencia de muestreo, el teorema puede expresarse del siguiente modo:

I.2B<Fm

Donde, para el ejercicio planteado si se tiene una señal que contiene frecuencias del orden de los 4 Khz, se puede decir entonces, que la frecuencia mínima es el doble del ancho de banda de la señal, quedaría como sigue:

B = 4Khz  Luego sustituyendo en I  queda que:

Fm = 2*4Khz → Fm = 8 Khz (por lo tanto la señal debe ser de al menos 8000 Hz)
Ahora bien, si esas muestras se cuantifican en 128 niveles, que velocidad de flujo de datos se requiere en el canal para poder transmitir las muestras.

Entonces supongamos que:
Lv = 128 niveles

V  = (2B)Log2*Lv -- V = FmLog2*Lv
Vmax = 8000Log2*128 = 56.000 Hz
Esta seria la velocidad de flujo de datos requerida

Ejercicio 4: ¿Cuál es la función de un MODEM, qué limita que se incremente la velocidad de transmisión en los mismos, y como se explica que pueden tenerse velocidades del orden de los 33Kbps?

La función que cumple es:

• Como MODULADOR emitir señales digitales y transformándolas en analógicas, para que puedan ser transmitidas a través de la línea telefónica convencional

• Como DE MODULADOR cuantificar estas señales transmitidas y convirtiéndolas nuevamente en formato digital.

Lo que limita, el incremento de la velocidad es el tipo de modulación, en este caso las más usadas son la FSK, PSK o QAM. La transmisión a 33 Kbps es posible con la implementación de las técnicas de conmutación de datos desarrolladas en estándares como la norma V.34 que establece la normativa entre dispositivos para comunicación a 33 Kbps y viene dada básicamente por la conmutación QAM (Modulación de Amplitud de Cuadratura).

Ejercicio 5: Averigüe cuál es el estándar de UIT-T, y las principales características de la transmisión a 56000bps

V.90, una recomendación de transmisión de datos desarrollada por la ITU (Unión Internacional de Telecomunicaciones), provee una especificación para lograr velocidades de línea sobre los 56 Kbps. V.90 es el nuevo Standard oficial de la ITU para los módem analógicos de "56K". Previamente había dos compitiendo K56flex (de Rockwell) y X2 (de 3COM/USR). 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.

Otro aspecto resaltante es que comienzan con señales analógicas, que posteriormente se convierten en digital, que a su ves se mantienen. 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.

Ejercicio 6: Explicar las diferencias entre comunicaciones Síncronas y asíncronas.

Para Tecnomaestros Las comunicaciones Síncronas y Asíncronas se definen de la siguiente forma:

"La comunicación asíncrona, conocida como «async», es probablemente la forma de conexión más extendida. Esto es debido a que async se desarrolló para utilizar las líneas telefónicas.

La comunicación síncrona confía en un esquema temporal coordinado entre dos dispositivos para separar los grupos de bits y transmitirlos en bloques conocidos como «tramas». Se utilizan caracteres especiales para comenzar la sincronización y comprobar periódicamente su precisión."

A modo ilustrado, se representará un cuadro comparativo con las diferencias entre ambas comunicaciones:

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BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA:

- TECNOMAESTROS, [En Línea], En: http://tecnomaestros.awardspace.com/tipos_modems.php; Consulta [12 de Febrero de 2.009]

- [1]. Wikipedia. Señal Analógica. [En Línea], En: http://es.wikipedia.org/wiki/Se%C3%B1al_anal%C3%B3gica; Consulta [12 de Febrero de 2.009]