REDES Y TELECOMUNICACIONES

ACTIVIDAD No. 1

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)_t = 10 * log (Potencia de Señal/ Potencia de Ruido)

= 10 * log (400mW / 20mw)

= 13 dBm

Para 6 secciones

Analógico

(Señal / Ruido)_t = (Señal/Ruido)₁ * 1/L

= 13 * (1/6)

= 13 * 0,166

= 2,158 dBm

Digital

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

= 13 – ln(6)

= 13 – 1,791

= 11, 209 dBm

La relación señal-a-ruido probablemente sea el parámetro más importante y frecuentemente usado para evaluar el funcionamiento de un sistema de comunicaciones. Entre más alta sea la relación señal-a-ruido, mejor será el funcionamiento del sistema. Del resultado de el ejercicio se desprende que la calidad de la señal digital es mejor que la analógica ya que posee una señal-a-ruido más alta.

2.-¿ Que sucedería si se intenta transmitir una señal analógica en un sistema digital?

Para poder transmitir una señal analógica a través de un sistema digital, dicha señal debe ser convertida a digital. Tendrían que cumplirse los tres procesos siguientes, para hacer la conversión analógica a digital:

Muestreo, Cuantificación y Codificación

Muestreo: La señal es muestreada a una velocidad de 8000 veces por segundo. Estas muestras son almacenadas y colectadas a una velocidad pre-determinada. Esta tasa de muestero se realiza bajo el Teorema de Nyquist según el cual se demostró que una señal debe ser muestrad 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 0’s y 1’s.

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 representen los niveles de la señal analógica.

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, qué velocidad de flujo de datos se requiere en el canal para transmitir las muestras.

De acuerdo al teorema de Nyquist establece que para poder digitalizar una señal analógica, la mínima frecuencia a la que debe ser muestrada es el doble de la frecuencia máxima de la misma. La IUT-T recomienda el diseño de sistemas telefónicos con una banda pasante entre los 300 Hz y los 3400 Hz

 El ancho de banda de la voz es aproximadamente de 4000Hz por lo tanto su razón de muestreo es 2* B = 2* 4000 Hz = 8000Hz y eso es igual a 8000 muestras por segundos. De acuerdo a los8 bits utilizados para representar la amplitud, y de los 8000 Hz a los que se muestrea la señal, la velocidad mínima para transmitir por un canal digital sería:

V= No Bits*Frecuencia .

= 8 bits* 8000 Hz

= 64.000 bps

 Si las muestras se cuantifican en 128 niveles, la velocidad de flujo de datos requerida en el canal para transmitir las muestras será:

Velocidad de Flujo de Datos = 2* H* log ₂ V

Donde H es el ancho de banda y V es la cantidad de niveles de muestreo.

Velocidad de Flujo de Datos = 2* 4000Hz * log ₂ (128)

= 2 * 4000 * (log 128 / ln 2)

= 2 * 4000 * (2,11/ 0,69)

= 2 * 4000 * (3.05)

= 24, 46 Kbps

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 33 Kbps?

El MODEM es un dispositivo que sirve para adaptar la señal digital, procedente de un terminal de datos, al medio de transmisión analógico que es la red telefónica, mediante un proceso de modulación/ demodulación. Así, las señales, ceros y unos, se transmiten dentro del ancho de banda entre 300 y 3400 Hz que ofrece un canal telefónico, realizándose la transformación contraria en el otro extremo. Ambos MODEMs deben operar bajo el mismo estándar de comunicación.

Limita la velocidad de Transmisión de los MODEMs:

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..

Como se explica que puedan tenerse velocidades del orden de los 33Kbps

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.

5.- Averiguar cuál es el estándar de UIT-T y las principales características de la transmisión a 5600bps?

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.

6.- Leer el artículo “Introduction to Serial Communication” en http://www.taltech.com/introserial.htm. Explicar la diferencia entre comunicaciones asíncronas y comunicaciones síncronas. Resumir en un párrafo los conceptos allí indicados (Bit de paridad, interfaz RS232, Baudios vs Bps, Null Modems, 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 por pérdida del sincronismo.

-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 modems 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 modems ). 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 PC’s nuevos están equipados con conectores “D” machos de 9 pines.

BAUD vs 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.