ACTIVIDAD Nº 1

INTRODUCCIÓN A LAS REDES DE TELECOMUNICACIONES

Ejercicio 1: Si la señal transmitida tiene un 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.

Transmisión Analógica:

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

[Señal/Ruido]dB ≈ 10*Log(400mW/20mW)*(1/6)

[Señal/Ruido]dB ≈ 10*Log(20)*(1/6)

[Señal/Ruido]dB ≈ (13.01)*(1/6)

[Señal/Ruido]dB ≈ 2.16 dB

[Señal/Ruido] ≈ 33.44mW

Transmisión digital:

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

[Señal/Ruido]dB ≈ 10 * Log(400mW/20mW) - ln(6)

[Señal/Ruido]dB ≈ 10 * Log(20) - 1.79

[Señal/Ruido]dB ≈  13.01 - 1.79

[Señal/Ruido]dBm ≈  11.22 dB

[Señal/Ruido] ≈ 104.99mW

El resultado de estos calculos nos indica a simple vista que un sistema analógico atenua la señal mucho más que un sistema digital.

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

El sistema digital para poder interpretar datos requiere que estos sean de valores discretos, es decir "0" y "1", lo que no sucede con una señal analógica que presenta valores muy variables en la amplitud. 

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.

En el teorema de Nyquist se demuestra que si una señal se hace pasar por un filtro pasa bajo tomándose muestras con una frecuencia al menos dos veces mayor que la frecuencia más alta que se encuentra en la señal original, esta puede reconstruirse por completo.

Frecuencia de Muestreo  

fs = 2 fm  (Teorema de Nyquist)

fm = 4 KHz Frecuencia Máxima.

fs = 2 * 4 KHz = 8 Khz

Se deben tomar muestras con una frecuencia igual o mayor de 8 KHz, es decir 8000 muestras por seg, para cuantificar apropiadamente la señal. El número de bits (n) con los que se desea codificar una palabras, viene dado por la siguiente ecuación

n = logm (Q) 

Donde se utilizan m caracteres para representar Q niveles de cuantización.

m = 2 Q = 128

n = log2 (128) = log2 27 = 7 bits

La velocidad (V) de flujo de datos de un canal es:

V = n * fs = 7 bits * 8000 muestras = 56000 bps

La velocidad de flujo de datos que se requiere en el canal para poder transmitir las muestras es de 56000 bps.

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?

El termino módem significa [MOdulador] DEModulador.La función del módem es conectar una o más computadoras a la red, los cuales se encargan de llevar señales digitales, ahora bien las computadoras se conectan por señales digitales que salen de las mismas, esto es un problema ya que la línea telefónica no envía señales digitales sino que lo hace enviando impulsos analógicos. Para poder cambiar de señales digitales a impulsos analógicos e introducirlos a la línea telefónica se creo el módem. 
La velocidad de transmisión del MODEM es el parámetro que mejor lo define, estas cifras son en baudios, o lo que es lo mismo bits por segundo, bps. 
Entre los factores que limitan la velocidad de transmisión se encuentran: la saturación de las líneas, la capacidad de transmisión que proporcione el proveedor de acceso a Internet, la calidad del módem o de la línea (ruidos, interferencias, cruces...) suelen hacer que la velocidad media efectiva sea mucho menor, de 24 Kbps. Para obtener velocidades alrededor de 33Kbps manteniendo el ancho de banda es necesario la codificación de bits y utilizar modulaciones multinivel con una modulación de fase diferencial DPSK, donde la portadora tiene cuatro (4) estados diferentes. Cada grupo de dos (2) bits se codifica como un cambio de fase de la portadora con respecto a la base del símbolo inmediatamente anterior.

Ejercicio 5: Averigüe cuál es el estándar de UIT-T, y las principales características de la transmisión a 56000bps
http://www.itu.int/publications/

Este estándar de Recomendación de la UIT especifica el funcionamiento de un par constituido por un módem digital y un módem analógico de utilización en la red telefónica pública conmutada a velocidades de señalización de datos de hasta 56 000 bit/s en sentido descendente y hasta 33 600 bit/s en sentido ascendente. Los dos módems se especifican aquí en términos de codificación, señales y secuencias de arranque, procedimientos operativos y funcionalidades de interfaz DTE-DCE. La interfaz de red del módem digital y la velocidad de señalización que se utilizan para conectar localmente el módem digital a una red conmutada digital se consideran temas de carácter nacional y no se especifican aquí.

Orígenes

La Recomendación UIT-T V.90 ha sido preparada por la Comisión de Estudio 16 (1997-2000) del UIT-T y fue aprobada por el procedimiento de la Resolución N.° 1 de la CMNT el 25 de septiembre de 1998.

Alcance

Esta Recomendación especifica el funcionamiento entre dos módems diferentes, uno digital y otro analógico, que se definen ambos en la cláusula 3. Los dos módems se especifican aquí en términos de codificación, señales y secuencias de arranque, procedimientos operativos y funcionalidades de interfaz DTE-DCE. La interfaz de red del módem digital y la velocidad de señalización que se utilizan para conectar localmente el módem digital a una red conmutada digital se consideran asuntos de competencia nacional y no se especifican aquí. Las principales características de estos módems son las siguientes:


a) Modo de funcionamiento dúplex por la RTPC;

b) Separación de canales mediante técnicas de compensación del eco;

c) Modulación por impulsos codificados (MIC) en sentido descendente a una velocidad de 8000 símbolos/s;

d) Velocidades de señalización de datos de canal síncrono en sentido descendente de 28 000 bit/s a 56 000 bit/s en incrementos de 8000/6 bit/s;

e) Modulación V.34 en sentido ascendente;

f) Velocidades de señalización de datos de canal síncrono en sentido ascendente de 4800 bit/s a 28 800 bit/s en incrementos de 2400 bit/s con sustentación opcional de 31 200 bit/s y 33 600 bit/s;

g) Técnicas de adaptación que permiten a los módems obtener velocidades de señalización de datos próximos a las que el canal puede sustentar en cada conexión;

h) Negociación de funcionamiento V.34 dúplex si una conexión no va a sustentar el funcionamiento V.90;

i) Intercambio de secuencias de velocidad durante el arranque para establecer la velocidad de señalización de datos;

j) Automodo a los módems de la serie V sustentado por los procedimientos de automodo V.32 bis y aparatos facsímil del grupo 3;

k) Utilización de procedimientos V.8, y opcionalmente V.8 bis, durante el arranque o la selección del módem.

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).
 

COMUNICACIONES SÍNCRONAS Y ASINCRÓNICAS

Hay dos tipos básicos de comunicaciones seriales, síncrono y asincrónico. 

Con comunicaciones síncronas, los dos dispositivos se sincronizan inicialmente el uno al otro, y después envían continuamente caracteres a la estancia en la síncrono. Incluso cuando los datos realmente no se están enviando, un flujo constante de bist permiten que cada dispositivo sepa donde está el otro en cualquier hora dada. Es decir, cada carácter que se envía sean datos reales o un carácter ocioso. Las comunicaciones síncronas permiten tarifas de transferencia más rápidas de datos que métodos asincrónicos, porque los bist adicionales para marcar el principio y el final de cada octeto de datos no se requieren. 

Los puertos seriales en las PC del IBM-estilo son dispositivos asincrónicos y por lo tanto apoyan solamente comunicaciones seriales asincrónicas. 

Los medios asincrónicos, no requieren así enviar y la recepción de caracteres ociosos. Sin embargo, el principio y el final de cada octeto de datos se deben identificar por los bist de comienzo y de parada. El bist de comienzo indica cuando el octeto de datos debe comenzar y las señales del bist de parada cuando termina. El requisito para enviar estas dos causas adicionales de los bist de comunicaciones asincrónicas para ser levemente más lento que síncronas sin embargo él tiene la ventaja que el procesador no tiene que ocuparse de los caracteres ociosos adicionales. 

Una línea asincrónica que es marcha lenta se identifica con un valor de 1. Usando este valor para indicar que no se está enviando ningunos datos actualmente, los dispositivos pueden distinguir entre un estado IDLE y una línea desconectada. Cuando un carácter está a punto de ser transmitido, se envía un pedacito de comienzo. Un pedacito de comienzo tiene un valor de 0.



BI-DIRECTIONAL COMMUNICATIONS

El puerto serial de la PC es un significado full-duplex del dispositivo que puede enviar y recibir datos en el mismo tiempo. Para poder hacer esto, utiliza las líneas separadas para transmitir y recibir datos. Algunos tipos de dispositivos seriales apoyan solamente comunicaciones unidireccionales y por lo tanto uso solamente dos alambres en el cable - la línea de transmitir y la tierra de la señal.


COMMUNICATING BY BITS

Una vez que se haya enviado el pedacito de comienzo, el transmisor envía los bits de datos reales. Puede haber 5, 6, 7, o 8 bits de datos, dependiendo del número que usted ha seleccionado. El receptor y el transmisor deben convenir en el número de los bits de datos, así como la velocidad. Casi todos los dispositivos transmiten datos usando 7 o 8 data bits.

Note que cuando se emplean solamente 7 bits de datos, usted no puede enviar los valores mayor de 127 del ASCII. Asimismo, usando 5 límites de los bits el valor posible más alto a 31. Después de que se hayan transmitido los datos, se envía un bits de parada. Un bits de parada tiene un valor de 1 - o un estado de la marca - y puede ser detectado correctamente incluso si el bit de datos anterior también tenía un valor de 1. Esto es lograda por la duración del pedacito de parada. Los bits de parada pueden ser 1, 1.5, o 2 períodos del bits en longitud.


THE PARITY BIT

Además de la sincronización proporcionada por el uso de los bits del comienzo y de parada, un bits adicional llamado un bits de paridad se puede transmitir opcionalmente junto con los datos. Un bits de paridad produce una cantidad pequeña de repaso de las faltas, para ayudar a detectar la corrupción de los datos que pudo ocurrir durante la transmisión. Usted puede elegir paridad uniforme, paridad impar, paridad de la marca, paridad del espacio o ningúna. Cuando se está utilizando la paridad uniforme o impar, el número de las marcas (bits lógicos 1) en cada octeto de datos se cuenta, y un solo bits se transmite después de los bits de datos para indicar si el número de los bits 1 apenas enviados es uniforme o impar.


RS-232C

Rs-232c es el Standard de de ultimo estudio. Los puertos seriales en la mayoría de las computadoras utilizan un subconjunto del estándar de Rs-232c. El estándar completo de Rs-232c especifica un conectador de los 25-pines "D" de el cual se utilicen 22 pines. La mayoría de estos pines no son necesarios para las comunicaciones normales de la PC, y de hecho, la mayoría de las PC nuevas se equipan de los conectadores masculinos del tipo de D que tienen solamente 9 pernos.


DCE AND DTE DEVICES

Dos términos que usted debe ser familiar con son DTE y DCE.

DTE está basado para equipo terminal de datos, y el DCE está basado para el equipo de comunicaciones de datos. Estos términos se utilizan para indicar el pin-hacia fuera para los conectadores en un dispositivo y la dirección de las señales en los pines. Su computadora es un dispositivo del DTE, mientras que la mayoría de los otros dispositivos son generalmente dispositivos del DCE.

Los estados estándares Rs-232 que los dispositivos del DTE utilizan un conectador masculino de los 25-pines, y los dispositivos del DCE utilizan un conectador de la hembra de los 25-pines. Usted puede por lo tanto conectar un dispositivo del DTE con un DCE usando una conexión recta. Sin embargo, para conectar dos dispositivos, usted debe en lugar de otro utilizar un cable null módem. El null módem cable cruzado.

BAUD VS. BITS PER SECOND

La unidad del baudio se nombra después de Jean Maurice Emile Baudot, que era oficial en el servicio francés del telégrafo. Le acreditan con idear el primer código de la uniforme-longitud 5-bit para los caracteres del alfabeto en la a fines del siglo XIX. Qué baudio realmente se refiere es índice de modulación o el número de épocas por segundo que un estado de los cambios de línea. Éste no es siempre igual que bits por el segundo (BPS). Si usted conecta dos dispositivos seriales juntos que usan los cables directos entonces el baudio y los BPS son en hecho iguales. Así, si usted está funcionando en 19200 BPS, entonces la línea también está cambiando niveles de 19200 veces por segundo. Pero al considerar los módems, éste no es el caso. Porque los módems transfieren señales sobre una línea telefónica, la velocidad se limita realmente a un máximo de 2400 baudios. Ésta es una restricción física de las líneas proporcionadas por la compañía del teléfono. El rendimiento de procesamiento de datos creciente alcanzado con 9600 o módems más altos del baudio es logrado usando la modulación sofisticada de la fase, y técnicas de la compresión de datos.

CABLES, NULL MODEMS, AND GENDER CHANGERS

En un mundo perfecto, todos los puertos seriales en cada computadora serían dispositivos del DTE con los conectadores del varón "D" de los 25-pernos. El resto de los dispositivos serían dispositivos del DCE con los conectadores de la hembra de los 25-pernos. Esto permitiría que usted utilizara un cable en el cual cada perno en un extremo del cable está conectado con el mismo perno en el otro extremo. Desafortunadamente, no vivimos en un mundo perfecto. Los puertos seriales utilizan 9 y 25 pernos, muchos dispositivos se pueden configurar como el DTE o DCE, y - como en la caja de muchos dispositivos de la colección de datos - puede utilizar pines-salidas totalmente no estándares. Debido a esta carencia de la estandardización, los cables especiales llamados los cables, null módem, cambiadores del género se requieren a menudo.


NULL MODEM CABLES AND NULL MODEM ADAPTORS

Si usted conecta dos dispositivos del DTE (o dos dispositivos del DCE) que usan un cable recto RS232, entonces la línea de transmitir en cada dispositivo será conectada con la línea de transmitir en el otro dispositivo y las líneas de recepción serán conectadas además el uno al otro. Un cable null módem o un adaptador null módem cruzado simplemente la recepción y transmite líneas de modo que transmita en un extremo esté conectado para recibir en el otro extremo y viceversa. Además de transmita y reciba, DTR y DSR, así como RTS y CTS también se cruzan en una conexión null módem.

/DTR (Data-Terminal-Ready): El PC indica al modem que esta encendido y listo para enviar datos.

/DSR (Data-Set-Ready): El modem indica al PC que esta encendido y listo para transmitir o recibir datos.

/RTS (Request-To-Send): El PC pone esta señal a 1 cuando tiene un caracter listo para ser enviado.

/CD (Carrier-Detect): El modem pone esta señal a 1 cuando ha detectado el ordenador.

/CTS (Clear-To-Send): El modem esta preparado para transmitir datos. El ordenador empezara a enviar datos al modem.

TxD: El modem recibe datos desde el PC.

RxD: El modem transmite datos al PC.

[Principal] [Síntesis]