ING. LESBY C. SANCHEZ M

ACTIVIDAD 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.

DATOS

FORMULAS

 

Señal Transmitida: 400mW

Ruido: 20mW

Secciones: 6 L

 

Relación entre señales:

 [Señal/Ruido] =  10 * Log[Señal/Ruido]

Transmisión analógica:

[Señal/Ruido]T @  [Señal/Ruido]1 * (1/L)

Transmisión digital:

[Señal/Ruido]T @ [Señal/Ruido]1  - ln (L)

Sustituyendo:

Relación entre señales:   [Señal/Ruido] =  10 * Log[Señal/Ruido]

                                         [S/R] =  10 * Log[400mW/20mW]

                                         [S/R] =  10 * Log[20dBm]

                                         [S/R] =  13.01dBm

Transmisión analógica:    [Señal/Ruido]T @  [Señal/Ruido]1 * (1/L)

                                         [S/R]6 @  13.01 * (1/6)     

                                         [S/R]6 =  2.15dBm

Transmisión digital:          [Señal/Ruido]T @ [Señal/Ruido]1  - ln (L)

                                          [S/R]6 @ 13.01 – ln (6)

                                          [S/R]6 @  13.01 – 1.79   

                                          [S/R]6 = 11.22 dBm    

                                     

Conclusión:

            Cuando se mide transmisión en cualquier sistema de comunicación donde se trabaje con señales analógicas se debe tener en cuenta que la señal que se recibe diferirá de la señal que se transmite debido a varias  dificultades que se presentan en el proceso de transmisión. Hoy en día la evolución de la tecnología a llevado a la migración de toda señal analógica a digital ya que entre las dificultades presentes en una transmisión analógica tenemos la alteraciones en el canal de comunicación que degradan la calidad de la misma. En el caso de las señales digitales y la presencia de repetidores la señal se hace resistente al ruido por lo que se pueden detectar y corregir errores de transmisión.   

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

            Como la información que se maneja sólo es de unos y ceros dentro de un sistema digital, si se intenta transmitir una señal analógica en un canal digital  este  permitirá  restablecer con mucha facilidad información perdida, ausente o contaminada de la señal analógica mejorando  la calidad de la señal. Para que esto ocurra la señal analógica recibida debe seguir un proceso de conversión que consta de cuatro etapas:

Muestreo: se deben tomar muestras de la señal analógica (amplitud de la onda) a cierta velocidad. Esto se realiza registrando el valor de la señal analógica en intervalos regulares de tiempo. La frecuencia de muestreo debe ser tal que permita representar de manera precisa a la señal original.

            Cuantificación: en esta etapa se asigna a cada muestra un valor determinado con respecto a una escala para medir su valor de voltaje.

 

Codificación: consiste en asignar a cada muestra cuantificada un código digital es decir un código binario para representar la información que se va a transmitir.

 

Compresión: en esta última etapa se reduce el ancho de banda (cantidad de datos a transmitir o grabar) requerido para la transmisión de una señal digital.

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.

El criterio de Nyquist señala que la  frecuencia de muestreo debe ser mayor dos veces a el del ancho de banda de la señal de entrada, para poder reconstruir la señal original a partir de las muestras. De modo que: fm = 2*fms.

 

DATOS

FORMULAS

 

Frecuencia máxima de la señal (fms): 4 KHz (4000Hz)

 

 

fm = 2 * fms

Vt = Nro de bit * fm

Vf = 2 * fms * log2 n

              

Sustituyendo:

              fm = 2 * fms

              fm = 2 * 4KHz

              fm= 8HKz (8000HKz)  

 Por lo que la velocidad de transmisión para 8bits será:   Vt = 8bit * 8HKz

                                                                                      Vt = 64 Kbps (64000 bps)

Conclusión 1: Esta velocidad nos indica que lo mínimo que se necesita para transmitir la señal de voz en un canal telefónico es de  64 Kbps (64000 bps).

Para una cuantificación en 128 niveles, la  velocidad de flujo de datos que se requiere para poder transmitir las muestras será:

Sustituyendo: Vf = 2 * fms * log2 n

                       Vf = 2 * 4KHz * log2 (128)

                       Vf= 8KHz  *         log 128

                                                                                   log2

                       Vf = 8KHz * (2.10 / 0.30)

                       Vf = 8KHz * 7                      

                        Vf = 56bps

Conclusión 2: Para poder transmitir las muestras se necesita una velocidad de  flujo de 56bps.

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?

Un modem: es un periférico interno o externo (hardware) que se conecta al ordenador y a una línea telefónica, es decir un dispositivo que permite al ordenador conectarse con otros ordenadores a través del sistema telefónico. El teléfono actúa como un equipo terminal del circuito de datos (ETCD).

Función: La función básica de un modem es convertir los datos en un formato (paquetes) que se pueda transferir por líneas telefónicas hacia otro computador o fax. Convierte las señales digitales en analógicas para su transmisión y de nuevo las convierte en digitales para su recepción. De allí surge el nombre de  modulador / demodulador.

            Los modem limitan la incrementación de  su velocidad de transmisión cuando estos se conectan entre si, ya que para poder conectarse (transmitir datos) solo pueden hacerlo con el con el mínimo de la velocidad que este tenga indicado y el mínimo de velocidad del modem del proveedor. Estas transmisiones de datos por vía telefónica se basan en una serie de estándares internacionales que deben cumplir los dispositivos implicados en la comunicación. Cada norma define una serie de parámetros tales que permiten la correcta comunicación a una cierta velocidad.

            V.92 es el nombre del estándar de comunicación para modem que permite que puedan tenerse velocidades del orden de 33Kbps. Con este estándar se incluyen nuevas características respecto  a la V.90 permitiendo el aumento del envío de datos de 33.6 Kbps a 48 kbps.

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

El estándar (UIT) es el órgano permanente de la Unión Internacional de Telecomunicaciones  que estudia los aspectos técnicos, de explotación y tarifarios y publica normativas sobre los mismos, con vista a la normalización de las telecomunicaciones a nivel mundial.

Su trabajo normativo viene dado en categorías, y cada una de estas categorías se encuentra identificada por una letra que se conoce como serie. Las recomendaciones están numeradas dentro de cada serie, por ejemplo V.90.

Esta categoría V.90 es el nombre que se le ha dado a un estándar al que se unieron todos los fabricantes de modem en 1998, en el que acordaron usar el mismo sistema de intercambio de información para garantizar su compatibilidad a grandes velocidades. Este estándar permite la conexión de módems a 56kbps.

Las principales características de transmitir a 56000bps son:

1.- El servidor host debe utilizar una conexión digital a la red.

2.- Ambos extremos de la conexión deben admitir el mismo protocolo, el estándar V.90 o alguno de sus predecesores.

3.- La velocidad de transmisión de conexión de hasta 56Kbps en recepción y 48Kbps en transmisión sólo será posible, cuando la conexión se realice por medio de una línea telefónica en perfectas condiciones que no posea ruidos y con pocas pérdidas. Además la conexión debe ser a través de una central telefónica digital.

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 vs Bps, Null  modems,........etc).
 

COMUNICACIÓN SINCRONA

COMUNICACIÓN ASINCRONA

Los dos dispositivos que trabajen en esta comunicación se sincronizan inicialmente el uno al otro.

No existe sincronización entre dispositivos

 

La tarifa de transferencia de datos  es más rápida que en la comunicación asíncrona ya que el bit adicional para marcar el principio y el final de cada octeto de datos no se requieren.

Las tarifa de transferencia de datos  es mas lenta que en la comunicación síncrona ya que el bit de comienzo indica cuando el octeto de datos debe comenzar y las señales del bit de finalización del octeto cuando este debe  terminar.

El procesador debe ocuparse de los caracteres que se envían ya que son datos reales o un carácter ocioso.

El procesador no tiene que ocuparse de los caracteres ociosos adicionales.

 

 

Las comunicaciones bidireccionales permiten a los PC enviar y recibir datos al mismo tiempo (comunicación full-duplex). Esta comunicación se da a través de bits los cuales pueden ser hasta 8 bits, el receptor y el transmisor deben convenir en el número de los bits de datos, así como la velocidad en que se realizara el proceso de transmisión. Existe también el bit de paridad el cual se puede transmitir opcionalmente junto con los datos, este bit  repasa las faltas, para ayudar a detectar la corrupción de los datos que pudo ocurrir durante la transmisión. El estándar RS-232C especifica que tipo de conector se utilizara (cantidad de pin) para el proceso de comunicación. El  DTE (equipo terminal de datos) utiliza conectores de 25 pin (conector hembra) y el DCE (equipo de comunicación de datos) utiliza 9 pin para conectarse (conector macho). Debido a que no  existe una estandarización concreta que permita que ambos extremos del cable posean la misma cantidad de pines  para la conexión surgen los cables especiales llamados cables nulos. El baudio por bits es el proceso de modulación que se encarga de chequear cuantas veces por segundo hay un cambio en la vía de comunicación.