1 Jesús le dijo: Amarás al Señor tu Dios con todo tu corazón, y con toda tu alma, y con toda tu mente. Mat.22:37
CAPITULO 2: MODELOS DE RED
LAS PREGUNTAS DE LA REVISIÓN1. Mencione las capas del modelo de Internet.
El modelo de Internet, como se comento en este capítulo incluye las siguientes capas: física, acceso de datos, red, transporte y aplicación.
2. Qué capas en el modelo de Internet son las capas de soporte? Las capas físicas, enlace y de red.
3. ¿ Qué capa en el modelo de Internet es la capa de soporte de usuario? La capa de la aplicación es la brinda soporte al usuario.
4. ¿Cuál es la diferencia entre la entrega de la capa de red y entrega de la capa de transporte?
La capa de red se encarga de entregar un paquete a una fuente de destino(a través de varios redes -enlaces). La capa de transporte responsable de la entrega de todo el mensaje de un proceso (programa en ejecución) a otro proceso.
¿5. Qué es un proceso de par-a-par?
Los procesos de par-a-par, son los procesos en que dos o más dispositivos se comunican a una misma capa
6. ¿Cómo la información de una capa pasa a la siguiente capa en el modelo de Internet
Por interfaces de interconexiones entres las capas adyacentes.
7. ¿Que son las cabecera y colas, y cómo ellos se agregan y se quitan? Las cabeceras y colas son datos de control agregados al principio y el fin de cada unidad de los datos en cada capa del remitente y removidos en las capas correspondientes del receptor. Ellos proporcionan las direcciones de fuente y el
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destino, los puntos de sincronización, la información para la detección del error, etc.
8. ¿Cuales son las consideraciones de la capa física en el modelo de internet?
En la capa física de TCPI/IP, no define ningún protocolo específico.
9. ¿Cuales son las responsabilidades de la capa de enlace de datos en el modelo de Internet?
La capa de enlace de datos es responsable de: a. El Tramado de los datos
b. Proporcionando las direcciones físicas del emisor /receptor c. Controla la velocidad datos.
d. Detección y corrección de tramas erradas y perdidas.
10. Cuales son las responsabilidades de la capa de red en el modelo de Internet. ?
En la capa de red (o, más exactamente, en la capa InterRed), TCP/IP soporta el Protocolo de interconexión, las responsabilidades de esta capa son:
a. Direccionamiento lógico b. Encaminamiento
11. ¿Cuáles son las responsabilidades de la capa de transporte en el modelo de Internet?
La capa de transporte vigila la entrega de proceso-a-proceso del mensaje entero. Es responsable para:
a. dividir el mensaje en segmentos manejables b. reordenamiento en el destino
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12. Que es lo que diferencia entre una dirección de puerto, una dirección lógica, y una dirección física?
La dirección física, también conocida como la dirección de enlace, es la dirección de un nodo. Direcciones lógicas son necesarias para la comunicación universal, son las direcciones con las que una maquina puede acceder a internet. La direcciones de puertos son necesaria para que un equipo pueda comunicarse al mismo tiempo con varios equipos transmitiendo y recibiendo datos por diferentes direcciones de puerto.
13. Nombre algunos servicios proporcionados por la capa de la aplicación en el modelo de Internet.
Los servicios de capa de aplicación incluyen traslado del archivo, el acceso remoto, base de gestión de datos compartidos, y servicios de correo.
14. ¿Cómo las capas de la Internet se relacionan a las capas del modelo de OSI?
LOS EJERCICIOS
15. ¿Cómo OSI e ISO se relacionan entre si?
La Organización de las Normas Internacional, o la Organización Internacional de Las normas, (ISO) es organismo un multinacional dedicado a establecer acuerdos mundiales sobre los estándares internacionales. ISO es un estándar que cubre todos los aspectos de la red de comunicaciones, es el modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI,Open Systems Interconnection )
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16. relacione los siguientes a una o más capas del modelo de OSI: a. determinación de ruta: Capa de red
b. flujo de control: Capa de enlace de datos, capa de transporte c. la Interfaz al medio de transmisión: Capa física
d. Proporcionar el acceso para el usuario final: Capa de aplicación
17. relacione los siguientes a una o más capas del modelo de OSI: a. La entrega Fiable de proceso-a-proceso: capa de transporte:
b. La selección de la Ruta: la capa de la red c. Definiendo las tramas: Capa de enlace de datos d. Proveer servicio al usuario: la capa de la aplicación e. La Transmisión de bits por el medio: la capa física
18. relacione los siguientes a una o más capas del modelo de OSI:
a. Comunicación directamente con el programa de la aplicación de usuario: Capa de aplicación
b. La corrección del Error y retransmisión: Capa de enlace y capa de transporte
c. La interfaz Mecánica, eléctrica, y funcional: Capa física
d. La Responsabilidad de llevar las tramas entre los nodos adyacentes: Capa de enlace
19. relacione los siguientes a una o más capas del modelo de OSI: a. Estructuración y servicios de conversión de código: La capa de presentación
b. Estableciendo, administración, y término de las sesiones: La capa de la sesión
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c. Asegurando transmisión fiable de datos: Capa de transporte y de enlace d. registro-entrada y registro-salida de los procedimientos: La capa de la sesión
e. Proporcionando la independencia de la representación de los datos diferente: La capa de presentación
20. En Figura 2.22, La computadora A envía un mensaje a la computadora D vía LAN1, router Rl, y LAN2. Muestre los contenidos de los paquetes y tramas a la red y enlace de datos la capa para cada salto de interfaz
El emisor encapsula sus datos en un paquete en la capa de red y añade dos direcciones lógicas (A y D). Ahora La capa de red, consulta su tabla de
enrutamiento y encuentra la dirección lógica del siguiente salto (router I) que es 8. La ARP encuentra la dirección física del router 1, que es 42 .Luego la
capa de red pasa a esta dirección a la capa de enlace de datos, que en
encapsula el paquete con la dirección física de destino 42y la dirección física de origen 40.
La trama es recibida por cada dispositivo en la LAN 1, pero se descarta por todos, excepto router 1, que encuentra dirección física de destino en la trama y la relaciona con su propia dirección física. El router desencapsula el paquete de la trama para leer la dirección logia del destinatario D. Desde que la dirección lógica del destinatario no coincide con la dirección lógica del router, el router sabe que el paquete debe ser transmitido. El router consulta su tabla de enrutamiento y de ARP para encontrar la dirección física de destino del salto (equipo destino), crea una nueva trama con la direccione física de origen 82 y de destino 80 y las mismas direcciones lógicas(A,D) ,encapsula el paquete y lo envía equipo de destino, cuando llega a destino, el paquete es desencapsulado. La dirección lógico de destino de D coincide con la dirección de dirección lógica de la computadora. Los datos del el paquete se desencapsulan y son entregado a la capa superior
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21. En Figura 2.22, asume que la comunicación está entre un proceso ejecutado en computadora A con la dirección del puerto i y un proceso ejecutado en computadora D con dirección de puerto j. Muestre el
contenido de paquetes y tramas a la red, a la capa de acceso de datos y a la capa de transporte para cada salto
22. Suponga que una computadora envía una trama a otra computadora en una topología de bus LAN. La dirección física de la trama de destino es corrompida durante la transmisión. ¿Qué le pasa a la trama? ¿Cómo el emisor puede informarse sobre la situación?
Antes de la dirección física .también tenemos la dirección lógica agregada en la capa de red. mediante esto es posible que se detecte el error y ocurra una retrasmisión.
23. Suponga que una computadora envía un paquete a la capa de red de otra computadora en alguna parte de Internet. La dirección lógica de
destino del paquete es corrompida. ¿Qué pasa al paquete? Cómo puede la computadora origen informarse de la situación?
Antes de usar la dirección del destino en un intermedio o el nodo del destino, el el paquete pasa por la verificación del error , eso puede ayudar al nodo a encontrar la corrupción (con una probabilidad alta) y desecha el paquete.
Normalmente el protocolo de la capa superior informará al reenviar el paquete. 24. Suponga que una computadora envía un paquete a la capa de transporte de otra computadora en alguna parte de Internet. No hay ningún proceso ejecutándose en la computadora con la dirección de puerto de destino. ¿Qué pasará?
Los datos recibidos no podrán ser mostrados.
25. Si la capa de acceso de datos puede detectar errores entre saltos, ¿por qué usted piensa, que nosotros necesitamos ¿otro mecanismo de la comprobación a la capa de transporte?
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Los errores entre los nodos pueden ser descubiertos por el control de datos de la capa de enlace, pero el error en el nodo (entre el puerto de la entrada y puerto de salida) del nodo no puede ser descubierto por la capa de enlace.
CAPITULO 3: DATOS Y SEÑALES
PREGUNTAS DE REPASO1. Cuál es la relación entre período y frecuencia?
La frecuencia es la inversa del período y viceversa, matemáticamente: T = 1/ f y f =1/T.
2. Cuál es la amplitud de la señal de medida? Cuál es la frecuencia de la señal de medida? Cuál es la fase de la señal de medida?
Amplitud es el valor absoluto de su máxima intensidad, frecuencia es el número de periodos en un ciclo (formalmente medido en Hz), siendo periodo el tiempo que necesita la señal para completar un ciclo y finalmente la fase es la posición de la forma de onda respecto al tiempo 0.
3. Cómo puede ser descompuesta una señal compuesta en sus frecuencias individuales?
Usando análisis de Fourier. Las Series de Fourier nos dan el dominio de frecuencia discreto de una señal periódica; la Transformada de Fourier nos da el dominio de frecuencia continuo de una señal no periódica.
4. Nombre 3 ejemplos de deterioro de la transmisión. Atenuación, distorsión y ruido.
5. Distinga entre transmisión en banda base y transmisión en banda ancha.
Transmisión en banda base significa enviar una señal analógica o digital sin modulación usando un canal pasa bajo. Transmisión en banda ancha significa modular una señal analógica o digital usando un canal pasa banda.
6. Distinga entre un canal pasa bajo y un canal pasa banda.
Debemos tener la consideración que en un canal pasa banda no podemos enviar una señal digital directamente, primero debemos convertirla en una señal
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7. Qué relación tiene el Teorema de Nyquist con las comunicaciones? El Teorema de Nyquist define la máxima taza de bits de un canal “silencioso”.
8. Qué relación tiene la Capacidad de Shannon con las comunicaciones?
Como en la realidad nunca tendremos un canal silencioso, la Capacidad de Shannon
9. Por qué las señales ópticas usadas en cables de fibra óptica tienen una longitud de onda muy corta?
Las señales ópticas tienen frecuencias muy altas. Una alta frecuencia significa una longitud de onda corta porque la longitud de onda es inversamente proporcional a la frecuencia (λ = v/f), donde v es la velocidad de propagación en el medio.
10. Podremos decir que una señal es periódica o no periódica solo mirando su gráfica en dominio de frecuencia? Cómo?
Definitivamente podemos hacerlo, basta con observar las gráficas en dominio de frecuencia y observar si es una gráfica discreta (señal periódica) o continua (señal no periódica).
11. La gráfica en dominio de frecuencia de una señal de voz es discreta o continua?
El dominio de frecuencia de una señal de voz normalmente es continuo porque la voz es una señal no periódica.
12. La gráfica en dominio de frecuencia de un sistema de alarma es discreta o continua?
Las señales de un sistema de alarma son discretas por lo general pues su circuito característico emite señales periódicas.
13. Enviamos una señal desde un micrófono a una grabadora. Esto es transmisión en banda base o en banda ancha?
Es transmisión en banda base pues no hay modulación alguna.
14. Enviamos una señal digital de una estación en una red de área local a otra estación. Esto es transmisión en banda base o en banda ancha?
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Es transmisión en banda base pues no hay modulación alguna.
15. Modulamos varias señales de voz y las enviamos hacia el aire. Esto es transmisión en banda base o en banda ancha?
10 EJERCICIOS
16. Dadas las frecuencias a continuación, calcular sus correspondientes períodos.
a. T = 1/f = 1/(24 Hz) = 41.6 ms b. T = 1/f = 1/(8 MHz) = 0.125 μs c. T = 1/f = 1/(140 KHz) = 7.14 u
17. Dados los siguientes periodos, calcular sus frecuencias correspondientes.
a. f = 1 / T = 1 / (5 s) = 0.2 Hz
b. f = 1 / T = 1 / (12 μs) =83333 Hz = 83.333 KHz
c. f = 1 / T = 1 / (220 ns) = 4550000 Hz = 4.55 MHz
18. Cuál es el cambio de fase de lo mostrado?
a. Una onda senoidal con su máxima amplitud en tiempo 0.
b. Una onda senoidal con su máxima amplitud después de un cuarto de ciclo. En este caso el cambio de fase es 0 ⁰ ó o rad.
c. Una onda senoidal con amplitud 0 después de 3 cuartos de ciclo e incrementando.
Notar que en los casos a y c la solución es única el cambio de fase es de 90⁰ ó π/4 rad.
19. Cuál es el ancho de banda de una señal que puede ser descompuesta en 5 señales senoidales con frecuencias de 0, 20, 50, 100 y 200 Hz? Todas las amplitudes máximas son las mismas. Dibujar el ancho de banda.
11 20. Una señal periódica compuesta con un ancho de banda de 2000 Hz está compuesta por 2 señales senoidales. La primera tiene una frecuencia de 100 Hz con una máxima amplitud de 20V, la segunda tiene una máxima amplitud de 5V. Dibujar el ancho de banda.
21. Qué señal tiene un mayor ancho de banda, una señal senoidal con frecuencia de 100Hz o una señal senoidal con frecuencia de 200 Hz?
El ancho de banda de una señal simple es 0, en este ejemplo ambas señales son simples por lo tanto las 2 tienen el mismo ancho de banda igual a 0.
22. Cuál es la velocidad de transferencia de las señales mostradas? a. Una señal en donde 1 bit tarda
0.001 s 1 bit/0.001 s = 1 Kbps b. Una señal en donde 1 bit tarda 2
ms
1 bit/2 ms = 500 bps c. Una señal en donde 10 bits tardan
20 μs 10 bits/20 μs = 0.5 Mbps
23. Un dispositivo está enviando data a 1000 bps.
a. Cuánto tardará en mandar 10 bits : 10 bits/1000 bps =10 ms b. Cuánto tardará en mandar un carácter simple (8bits) : 8bits/1000 bps = 8 ms
c. Cuánto tardará en mandar un archivo de 100000 caracteres: (100,000 × 8 bits)/1000 bps = 800 s
24. Cuál es la velocidad de transferencia para la figura?
12 25. Cuál es la frecuencia de la señal en la figura?
8T = 4 ms T = 500 μs f = 1/T = 1/500 μs = 2 KHz
26. Cuál es el ancho de banda de la señal mostrada en la figura?
180 – 25 = 155 Hz
27. Una señal periódica compuesta contiene frecuencias desde 10 a 30 KHz, todas con amplitud de 10V. Dibujar el espectro de frecuencias.
28. Una señal no periódica contiene frecuencias de 10 a 30 KHz. La
máxima amplitud es 10V para la señal más baja y la más alta, y 30V para la señal de 20KHz. Asumiendo que las amplitudes cambian gradualmente desde el mínimo al máximo, graficar el espectro de frecuencias.
13 29. Un canal de TV tiene un ancho de banda de 6 MHz. Si necesitamos enviar una señal digital usando un canal, cuál será la velocidad de transferencia si usamos 1 armónico,3 armónicos y 5 armónicos? Usando el primer armónico, velocidad de transferencia = 2 × 6 MHz = 12 Mbps Usando 3 armónicos, velocidad de transferencia = (2 × 6 MHz) /3 = 4 Mbps Usando 5 armónicos, velocidad de transferencia = (2 × 6 MHz) /5 = 2.4 Mbps
30. Una señal viaja del punto A al punto B. En el punto A la potencia de la señal es 100W, en el punto B la potencia es 90W. Cuál es la atenuación en decibelios?
31. La atenuación de una señal es -10 dB. Cuál fue la potencia final si la original fue 5W?
–10 = 10 log10 (P2 / 5) → log10 (P2 / 5) = −1 → (P2 / 5) = 10-1 → P2 = 0.5 W
32. Una señal fue pasada por 3 amplificadores en cascada, cada uno
conuna ganancia de 4 dB. Cuál es la ganancia total? Cuánto se amplificó la señal?
La ganancia total es: 4 x 3 dB = 12 dB. Amplificación: 12 = 10 log10 (P2 / P1) → log10 (P2 / P1) = 1.2 → (P2 / P1) = 101.2
→ P2 = 15.85 P1
33. Si el ancho de banda del canal es de 5 Kbps, cuánto tiempo tomará mandar una trama de 100000 bits fuera de este dispositivo?
100000 bits / 5 Kbps = 20 s
34. La luz del Sol tarda aproximadamente 8 minutos en alcanzar la Tierra. Cuál es la distancia entre el sol y la tierra?
Tenemos: 300000 km/s x 8 x 60 s = 144000000 km
35. Una señal tiene una longitud de onda de 1 μm en el aire. Cuán lejos puede llegar el frente de la señal durante 1000 periodos?
14 36. Una línea tiene una relación señal ruido de 1000 y un ancho de banda de 4000 KHz. Cuál es la máxima velocidad de transferencia soportada por esta línea?
Utilizando la fórmula de Capacidad de Shannon tenemos:
37. Medimos la performance de una línea telefónica (4 KHz de ancho de banda). Cuando la señal es 10V, el ruido es 5mV. Cuál es la máxima velocidad de transferencia soportada por esta línea telefónica?
Tenemos:
38. Un archivo contiene 2 millones de bytes. Cuánto tiempo tardará en descargar este archivo usando un canal de 56 Kbps? Un canal de 1 Mbps? Primer caso: 2 millones de bytes = 16000 Kb 16000 Kb/56 Kbps = 4.76min Segundo caso: 2 millones de bytes = 16 Mb 16 Mb/1 Mbps = 16 s
39. Un monitor de computadora tiene una resolución de 1200 por 1000 pixeles. Si cada pixel usa 1024 colores, cuántos bits se necesitan para enviar el contenido completo a la pantalla?
Para representar 1024 colores, necesitamos . El total de bits vendría a ser: 1200 × 1000 × 10 = 12 Mb
40. Una señal con 200 mW de potencia pasa a través de 10 dispositivos, cada uno con un ruido promedio de 2μW. Cuál es el SNR y el SNR dB ?
41. Si el valor máximo de voltaje de la señal es 20 veces el valor máximo de voltaje del ruido, cuál es el SNR y el SNR dB ?
Tenemos:
15 Sabemos que la potencia es proporcional al cuadrado del voltaje, esto significa que: SNR = [(voltaje de señal)2] / [(voltaje de ruido)2][(voltaje de señal) / (voltaje de ruido)]2 = 202 = 400
Finalmente tenemos: SNRdB = 10 log10 SNR ≈ 26.02 dB
42. Cuál es la capacidad teórica del canal en cada uno de los siguientes casos?
a. Ancho de banda: 20 Khz SNRdB=40
b. Ancho de banda: 200 Khz SNRdB=4
c. Ancho de banda: 1 Mhz SNRdB=20
43. Necesitamos actualizar un canal a un ancho de banda más alto. Conteste las siguientes preguntas.
a. En cuánto aumenta la velocidad si doblamos el ancho de banda? La velocidad de transmisión llega al doble C2 = 2 × C1. b. En cuánto aumenta la velocidad si doblamos el SNR?
Cuando la SNR es doblada, la velocidad de transmisión aumenta insignificantemente. Podemos decir que, aproximadamente, C2 = C1 + 1.
44. Tenemos un canal con 4 Khz de ancho de banda. Si necesitamos enviar datos a 100Kbps, cuál es el mínimo SNRdB y el SNR?
45. Cuál es el tiempo de transmisión de un paquete enviado por una estación si lalongitud del paquete es 1 millón de bytes y el ancho de banda del canal es 200 Kbps?
Tenemos: Tiempo de transmisión = (longitud del paquete)/(ancho de banda) (8000000 bits) / (200000 bps) = 40 s
16 46. Cuál es la longitud que recorre un bit en un canal con una velocidad de propagación de 2 x 108 m/s si el tiempo de propagación del canal es:
A. 1 ms x 2 x 108 m/s = 200 Km b. 10 ms x 2 x 108 m/s = 2000 Km c. 100 ms x 2 x 108 m/s = 20000 Km
47. Cuántos bits pueden entrar en un enlace con un delay de 2ms si el ancho de banda del enlace es:
a. Número de bits = ancho de banda × delay = 1 Mbps × 2 ms = 2000 bits b. Número de bits = ancho de banda × delay = 10 Mbps × 2 ms = 20,000 bits c. Número de bits = ancho de banda × delay = 100 Mbps × 2 ms = 200000 bits
48. Cuál es el delay total (latencia) de una trama tamaño 5 millones de bits que está siendo enviada en un enlace con 10 routers cada uno con un tiempo en cola de 2µs y un tiempo de procesamiento de 1 μs. La longitud del enlace es 2000 Km. La velocidad de la luz dentro del enlace es de 2 x 108 m/s. El enlace tiene un ancho de banda de 5 Mbps
Cuál componente del delay total es el dominante? Cuales son despreciables?
17
CAPITULO 4 TRANSMISION DIGITAL
1. Catalogue tres técnicas de conversión digital-a-digital.
Las tres diferentes técnicas que se describen en este capítulo son codificación de línea unipolar (un nivel de voltaje), la codificación de bloque polar (2 voltajes), y codificación aleatoria bipolar (voltajes positivos y negativos).
2. Distinguir entre un elemento de señal y un elemento de datos /Distinguir entre un elemento y señal de un elemento de dato
Si hablamos de elemento de una señal es porque nos referimos a cada pulso que lleva el elemento de dato (niveles de voltaje) y si hablamos de elementos de un dato nos referimos a los datos binarios (bits).
3. Distinguir entre velocidad de transmisión de datos y tasa de velocidad de datos de señal
La velocidad de transmisión de datos define el número de elementos de datos (bits) enviados en 1s. La unidad está dada en bits por segundo (bps). La tasa de velocidad de datos de una señal enviados es el número de elementos de la señal enviada en 1s. El es la unidad de baudios (cuantos niveles se transmiten en 1s)
4. Definición de la redundancia en la base de referencia y su efecto sobre la transmisión digital.
Promedio de la potencia de la señal recibida es la denominada la base de referencia y pasa a ser la referencia línea de base se determina el valor del elemento de dato; ahora la redundancia es una larga cadena de Os 1s cuyo efecto es que puede causar una desviación en la línea de base (línea base errante) haciendo difícil para el receptor la decodificación correctamente.
5. Definir un componente de corriente continua y su efecto sobre la transmisión digital.
Es cuando el nivel de voltaje en una señal digital es constante durante un tiempo, crea el espectro frecuencias muy bajas, llamado DC componentes, que
18 6. Definir las características de una señal de auto sincronización.
Debe de haber sincronización entre el remitente y receptor para una buena captación del mensaje en el receptor, el dato lleva información de calendario y de alerta a la sincronización.
7. Catalogar cinco líneas que cifra esquemas hablados en este libro. Son: codificación unipolar, polar, bipolar, multinivel, y multitransition.
8. Definir la codificación de bloque y dar su objetivo.
Codificación de bloque proporciona redundancia para asegurar la sincronización y detecta errores inherentes. El código de bloques es
normalmente denominado mB/nB de codificación siendo se objetivo sustituir cada grupo de m bits con un grupo de n bits.
9. Definir la codificación y dar su objetivo.
Codificación, es una técnica que sustituye a lo largo del nivel cero de pulsos con una combinación de otros niveles, sin aumentar el número de bits.
10. Compararse y el contraste PCM y el DM.
PCM necesita muestrear, cuantificar cada muestra en un conjunto de bits y después asignar voltajes de nivel a los bits. En modulación delta DM la entrada analógica se aproxima mediante una función escalera; en cada intervalo de muestreo sube o baja un nivel de cuantizacion; su comportamiento binario: en cada instante de muestreo la función sube o baja en cada intervalo de
muestreo. Contraste: Otras técnicas de muestreo se han desarrollado para reducir la complejidad de la PCM por eso lo más sencillo es la modulación delta. PCM considera que el valor de la señal de la amplitud de los cada una de las muestras; DM considera el cambio de la anterior muestra
11. ¿Cuáles son las diferencias entre la transmisión paralela y sucesiva? En paralelo la transmisión de datos que enviar varios bits a la vez. En la transmisión en serie le enviamos un bit de datos a la vez.
19 12. Catalogar tres técnicas diferentes en la transmisión sucesiva y explicar las diferencias.
Métodos de muestreo ideal, natural y plana superior. Ideal en la toma de muestras, los pulsos de la señal analógica se muestrean. Este es un ideal de muestreo método y no puede ser fácil de implementar; Natural es en la toma de muestras, una de alta velocidad interruptor se enciende por sólo el pequeño periodo de tiempo cuando se produce la toma de muestras; El resultado es una secuencia de muestras que conserva la forma de la señal analógica. La
mayoría de método común de muestreo, llamado muestra y celebrar, sin embargo, crea plana superior muestras
mediante el uso de un circuito.
13. Calcular el valor de la tasa de señal para cada caso de las siguientes Figuras si la tasa de datos es 1 Mbps y c = 1/2.
Utilizamos la fórmula s = c × N × (1 / r) de cada caso. Dejamos que c = 1 / 2. Reemplazando para cada caso:
a. r = 1 → s = (1/2) × (1 Mbps) × 1/1 = 500 kbaudios b. r = 1/2 → s = (1/2) × (1 Mbps) × 1/(1/2) = 1 Mbaudios c. r = 2 → s = (1/2) × (1 Mbps) × 1/2 = 250 Kbaudios d. r = 4/3 → s = (1/2) × (1 Mbps) × 1/(4/3) = 375 Kbaudios
20 14. En una transmisión digital, el reloj de remitente es el 0.2 por ciento más rápido que el reloj de receptor. ¿Cuántos bits extra por segundo envía el remitente si la tasa de datos es 1 Mbps?
0.2% x 1000000bps = 2000 bits extra.
15. Dibuje el gráfico del esquema de NRZ-L que usa cada una de los datos siguientes, asumiendo que último nivel de señal ha sido positivo. De los gráficos, calcule la amplitud de banda para este esquema que usa el número medio de cambios del nivel de señal. Compare su conjetura con la entrada correspondiente en la siguiente tabla:
Esquema Categoría
Ancho de banda
(promedio) Características Unipolar NRZ B=N/2 Costoso, ninguna auto
sincronización si mucho tiempo Os o Es, la corriente continua
Unipolar
NRZ - L B=N/2 Ninguna auto sincronización si mucho tiempo Os o 1s, corriente continua
NRZ - I B=N/2 Ninguna auto sincronización para mucho tiempo 0S, corriente continua
2 fases B=N Autosincronización, ninguna corriente continua, alta amplitud de banda
Bipolar
AMI AMI B=NI2 Ninguna auto sincronización para OS largo, corriente continua 2BIQ B=N/4 Ninguna auto sincronización para
mucho tiempo mismos dobles bits 8B6T B =3N/4 Autosincronización, ninguna
corriente continua
Multinivel 4D - PAM5 B=N/8 Autosincronización, ninguna corriente continua
Multilinea MLT - 3 B=N/3 Ninguna auto sincronización para Os largo
Ver Figura; el ancho de banda es proporcional a (3 / 8) N que se encuentra dentro del rango de la tabla anterior (B = 0 a N) para el régimen NRZ-L.
a. 00000000 b. 11111111 c. 01010101 d. 00110011
21 16. Repetir el Ejercicio 15 para el esquema NRZ-I.
Resolviendo según teoria, no inversion es 0 e inversion es 1, entonces:
17. Repetir el Ejercicio 15 para el esquema de Manchester.
Vea la Figura, ancho de banda es proporcional a (12,5 / 8) N que se encuentra dentro de la gama en la Tabla (B a B = N = 2N) para el régimen de Manchester.
22 18. Repetir el Ejercicio 15 para el cálculo diferencial el esquema de
Manchester.
19. Repetir el Ejercicio 15 para el 2B1Q el esquema, pero usar los datos siguientes.
a. 0000000000000000 b. 1111111111111111 c. 0101010101010101 d. 0011001100110011
Vea la Figura, donde B es proporcional a (5,25 / 16) N que se encuentra dentro de rango en la tabla (B = 0 a N / 2) para 2B1Q.
23 20. Repita el Ejercicio 15 para el esquema MLT-3, pero use los datos siguientes.
a. 00000000 b. 11111111 c. 01010101 d. 00011000
24 El flujo de datos se puede encontrar como
a. NRZ-I: 10011001.
b. Manchester diferencial: 11000100. c. AMI: 01110001
22. Una señal de NRZ-I tiene una tasa de datos de 100 Kbps. Usando la Figura, calcule el valor de la energía normalizada (P) para frecuencias en 0 Hz, 50 KHz, Y 100 KHz.
Energía normalizada para: OHz :
50KHz : 100KHz :
23. Una señal de Manchester tiene una tasa de datos de 100 Kbps. Usando la Figura, calcule el valor de la energía normalizada (P) para frecuencias en 0 Hz, 50 KHz, 100 KHz.
25 La velocidad de transmisión de datos es de 100 Kbps. Para cada caso, en primer lugar hay que calcular el valor de f / N. A continuación, utilizar la figura para encontrar P (energía por Hz). Todos los cálculos se aproximaciones.
a. f / N = 0 / 100 = 0 → P = 0,0 b. f / N = 50/100 = 1 / 2 → P = 0,3 c. f / N = 100/100 = 1 → P = 0,4 d. f / N = 150/100 = 1,5 → P = 0.0
24. El dato de entrada a un codificador de bloque de 4B/5B es 100 0000 0000 0000 0000 0001. Conteste las preguntas siguientes:
24=16; 25=32;
a. ¿Cuál es el dato de salida? : 01010 11110 11110 11110 11110 01001 b. ¿Cuál es la longitud de la secuencia consecutiva más larga de Os en la entrada? :
c. ¿Cuál es la longitud de la secuencia consecutiva más larga de Os en la salida?:
25. ¿Cuántas secuencias de código inválidas (no usadas) podemos tener en 5B/6B que codifica? ¿Cuántos en 3B/4B codificando?
En 5B/6B, tenemos 25 = 32 y las secuencias de datos 26 = 64 secuencias de código. El número de secuencias de código no utilizado es de 64 - 32 = 32. En 3B/4B, tenemos 23 = 8 datos secuencias y 24 = 16 secuencias de código. El número de secuencias de código no utilizado es 16 - 8 = 8
26. ¿Cuál es el resultado de la secuencia de codificación 11100000000000 utilización una de las técnicas de codificación siguientes? Asuma que el último nivel de señal no nulo ha sido positivo
26 b. HDB3 (el número de pules no nulo es impar después de la última substitución)
27. ¿Cuál es la tasa de muestreo Nyquist para cada una de las señales siguientes?
a. ¿Una señal de pase bajo con amplitud de banda de 200 KHz?
En un paso bajo la señal, la frecuencia mínima 0. Por lo tanto, tenemos fmax = 0 + 200 = 200 KHz. → fs = 2 × 200.000 = 400.000 muestras / s
b. ¿Una señal pasa-banda con la amplitud de banda de 200 KHz si la frecuencia más baja es 100 KHz?
En una señal de banda, la frecuencia máxima es igual a la frecuencia mínima más el ancho de banda. Por lo tanto, tenemos
fmax = 100 + 200 = 300 KHz. → fs = 2 × 300.000 = 600.000 muestras / s
28. Hemos probado una señal de pase bajo con una amplitud de banda de 200 KHz que usan 1024 niveles de cuantizaciòn.
a. Calcular la tasa de bits de la señal digitalizada. Nmax = 2 × B × nb = 2 × 200 × log21024 KHz = 4Mbps b. Calcular el SNRdB para esta señal.
SNRdB = 6,02 (nb) + 1,76 = 6.02 (10)+ 1.76= 61.96dB c. Calcular la amplitud de banda PCM de esta señal.
27 Ancho de banda= 200KHz
29. Que es la tasa de datos máxima de un canal con una amplitud de banda de 200 KHz si usamos cuatro niveles de señalización digital.
La máxima velocidad de datos puede ser calculado como Nmax = 2 × B × nb = 2 × 200 × log24 KHz = 800 kbps
30. Una señal analógica tiene una amplitud de banda de 20 KHz. ¿Si probamos esta señal y lo enviamos por un canal de 30Kbps cuál es el SNRDB?
B=20KHz CH=30Kbps SNRdB :
Nmax = 2 × B × nb = 2 × 20K × nb = 30 kbps nb = 0.75
Luego: SNRdB = 6,02 (nb) + 1,76 = 6.02 (0.75)+ 1.76= 6.275dB
31. Tenemos un canal de banda de base con una amplitud de banda de I-MHz. ¿Cuál es la tasa de datos para este canal si usamos una de la línea siguiente que cifra esquemas?
Podemos calcular la velocidad de transmisión de datos para cada sistema: a. NRZ → N = 2 B = × 2 × 1 MHz = 2 Mbps
b. Manchester → N = 1 B = 1 × × 1 MHz = 1 Mbps c. MLT-3 → N = 3 × B = 3 × 1 MHz = 3 Mbps d. 2B1Q → N = 4 × B = 4 × 1 MHz = 4 Mbps
32. Queremos transmitir con 1000 caracteres cada carácter codificado en 8 bits
a. Encontrar el número de bits transmitidos para la transmisión síncrona. 1000 x 8 = 8000bits.
b. Encontrar el número de bits transmitidos para la transmisión asíncrona.
Por cada carácter se necesitan 2 bits mas, entonces 1000 x 2 = 2000bits de inicio y parada; por tanto serian 8000 + 1000 = 9000bits.
28
CAPITULO 5 TRANSMISION ANALOGICA
1. Define la transmisión analógica.
Normalmente la transmisión analógica se refiere a la transmisión de señales analógicas que usan un canal pasa banda. La señal banda base digital o analógica es convertida a una señal analógica compleja con un rango de frecuencias conveniente por el canal.
2. Define la señal portadora y su papel en la transmisión analógica.
En la transmisión analógica, que envía el dispositivo produce una señal de alta frecuencia que actúa como una base para la señal de información. Esta base se llama la señal portadora de señal o frecuencia de transmisión. El dispositivo receptor está sintonizado a la frecuencia de la señal portadora que espera de la remitente. La información digital entonces cambia la señal portadora mediante la modificación de uno o más de sus características (amplitud, frecuencia, o fase). Este tipo de modificación se llama modulación (Shift Keying).
3. Define conversión digital a analógico.
El proceso de cambio de una de las características de una señal analógica basada en la información de los datos digitales se llama conversión digital a analógico. También se le llama modulación de una señal digital. La señal banda base digital representan la modulación de datos digitales y la portadora de banda ancha para crear una señal analógica.
4. ¿Qué características de una señal analógica se modifican para
representar a la señal digital en cada uno de las siguientes conversiones digital-analógico?
a. ASK . La amplitud de la señal portadora es variada para crear elementos de señal. Tanto la frecuencia y fase se mantienen constantes, mientras que la amplitud cambia.
b. FSK . La frecuencia de la señal portadora es variada para representar datos. La frecuencia de la señal modulada es constante para la duración de la señal de un elemento, pero cambia para la próxima señal elemento si el dato del elemento cambia. Ambos picos de amplitud y fase se mantienen constantes para todos los elementos de señal.
c. PSK . La fase de la portadora es variada para representar dos o más elementos de señales diferentes. Ambos picos de amplitud y frecuencia se mantienen constantes en la fase de cambios. Hoy en día, PSK es más común que de ASK o FSK. Sin embargo, veremos Sh0l1l y que QAM, que combina de ASK y PSK, es el método predominante de modulación digital a analógico.
29 d. QAM . QAM es la combinación de las modulaciones ASK y PSK La idea de utilizar dos portadoras, uno en fase y otra en cuadratura, con diferentes niveles de amplitud para cada portadora.
5. ¿Cuál de las cuatro técnicas de conversión digital a analógico (ASK, FSK, PSK o QAM) es la más susceptible al ruido? Defienda su respuesta. Podemos decir que la técnica ASK es más susceptible, porque la amplitud es más afectada por el ruido que la fase o la frecuencia.
6. defina diagrama de constelación y su papel en la transmisión analógica.
El diagrama tiene dos ejes. El eje horizontal X relaciona con la portadora en fase, el eje vertical Y se relaciona con la portadora en cuadratura. Para cada punto en el diagrama, cuatro piezas de información se pueden deducir. La proyección del punto en el eje de las X se define la amplitud pico de la componente en fase, la proyección del punto en el eje Y se define el pico de amplitud en cuadratura de la componente. La longitud de la línea (vector) que conecta el punto que el origen es el pico de amplitud de la señal elemento (combinación de los componentes X e Y), el ángulo de la línea que hace con el eje de las X es la fase de la señal elemento. Toda la información que
necesitamos, puede ser fácilmente encontrada en un diagrama de constelación. La figura muestra un diagrama de constelación.
Una constelación diagrama nos puede ayudar a definir la amplitud y la fase de señal de un elemento, sobre todo cuando estamos usando dos portadoras (una en fase y en una cuadratura), el diagrama es útil cuando se trata de multinivel ASK, PSK o QAM. En un diagrama de constelación, una señal de tipo de elemento se representa como un punto.
30 7. ¿Cuáles son los dos componentes de una señal cuando la señal es representada en un diagrama de constelación? Componente que se muestra en el eje horizontal? ¿Que se muestra en el eje vertical?
Los dos componentes de una señal se llaman I y Q. El componente I, llamado en fase, se muestra en el eje horizontal, la componente de Q, llamado en cuadratura, se muestra en el eje vertical.
8. Defina conversión analógico a analógico?
La conversión analógica a analógico es la representación de la información analógica de una señal analógica. Uno puede preguntarse por qué es
necesario para modular una señal analógica, que ya es analógico. Uno puede preguntarse por qué es necesario modular una señal analógica, que ya es analógico. La modulación es necesaria si el medio es pasa banda en
naturaleza o si sólo es un canal de pasa banda disponible para nosotros. Un ejemplo es la radio. El Gobierno asigna un estrecho ancho de banda a cada estación de radio. La señal analógica producida por cada estación es una señal pasa bajo, todos en el mismo rango. Para poder escuchar las diferentes
estaciones, las señales paso bajo tienen que ser cambiado, cada una a rango diferente.
9. ¿Qué características de una señal analógica se modifican para
representar a la señal analógica pasa bajo en cada una de las siguientes conversiones analógico a analógico?
a. AM cambia la amplitud de la portadora b. FM cambia la frecuencia de la portadora. c. PM cambia la fase de la portadora.
10. ¿Cuál de las tres técnicas de conversión analógica a analógicas (AM, FM o AM) es más susceptibles al ruido? Defienda su respuesta.
La técnica AM es la más susceptible, porque la amplitud es más afectada por el ruido que la fase o la frecuencia.
Ejercicios
11. Calcular la velocidad de transmisión para cada velocidad de bits y el tipo de modulación.
a. 2000 bps, FSK b. 4000 bps, ASK c. 6000 bps, QPSK d. 36000 bps, 64-QAM
31 Utilizamos la fórmula S = (1 / r) × n, pero primero tenemos que calcular el valor de r para cada caso.
a. r = log22 = 1 → S = (1 / 1) × (2000 bps) = 2000 baudios b. r = log22 = 1 → S = (1 / 1) × (4000 bps) = 4000 baudios c. r = log24 = 2 → S = (1 / 2) × (6000 bps) = 3000 baudios d. r = log264 = 6 → S = (1 / 6) × (36000 bps) = 6000 baudios
12. Calcular la tasa de bits para cada tasa de baudios en cada tipo de modulación.
a. 1000 baudios, FSK b. 1000 baudios, ASK c. 1000 baudios, BPSK d. 1000 baudios, 16-QAM
Utilizamos la fórmula n = r × S, pero primero tenemos que calcular el valor de r para cada caso.
a. r = log22 = 1 → n = 1 × 1000 baudios = 1000 bps b. r = log22 = 1 → n = 1 × 1000 baudios = 1000 bps c. r = log24 = 2 → n = 2 × 1000 baudios = 2000 bps d. r = log216 = 4 → n = 6 × 1000 baudios = 6000 bps
13. ¿Cuál es el número de bits por baudios para las siguientes técnicas? a. ASK con 4 amplitudes diferentes
b. FSK con 8 frecuencias diferentes c. PSK con 4 fases diferentes
d. QAM con una constelación de 128 puntos.
Nosotros usaremos la fórmula: r = log2L para calcular el valor de r para cada caso.
a. log24 = 2 b. log28 = 3 c. log24 = 2 d. log2128 = 7
32 14. Dibujar el diagrama de constelación para los siguientes:
a. ASK con valores de amplitud máxima de 1 y 3 b. BPSK con valor de amplitud máxima de 2 c. QPSK con valor de amplitud máxima de 3
d. 8-QAM con dos diferentes valores de amplitud máxima de 1 y 3, y cuatro diferentes fases.
15. Dibujar el diagrama de constelación para los siguientes casos.
Encontrar el valor de amplitud máxima para cada caso y defina el tipo de modulación (ASK, FSK, PSK o QAM).
Los números en paréntesis definen los valores de I y Q, respectivamente. a. En dos puntos (2, 0) y (3, 0).
b. En dos puntos (3, 0) y (-3, 0).
c. En cuatro puntos (2, 2), (-2, 2), (-2, -2), y (2, -2). d. En dos puntos (0, 2) y (0, -2).
33 a. Se trata de ASK. Hay dos picos de amplitud de ambos con la misma fase (0 grados). Los valores de las amplitudes de pico son A1 = 2 (la distancia entre el primer punto y el origen) y A2 = 3 (la distancia entre el segundo punto y el origen).
b. Este es BPSK, sólo hay un pico de amplitud (3). La distancia entre cada punto y el origen es 3. Sin embargo, tenemos dos fases, 0 y 180 grados. c. Esto es QPSK (una amplitud, cuatro fases) o 4-QAM (una amplitud y cuatro fases). La amplitud es la distancia entre un punto y el origen, que es (22 + 22)1/2 = 2,83.
d. Este es BPSK. El pico de amplitud es 2, pero esta vez son las fases 90 y 270 grados.
16. ¿Cuántos bits por baudio se puede enviar en cada uno de los siguientes casos si la señal constelación tiene uno de los siguientes números de puntos?
a. 2 b. 4 c. 16 d. 1024
En este caso utilizaremos la formula: r = log2 (#puntos) a. r = log2 (2) = 1 bits por baudio.
b. r = log2 (4) = 2 bits por baudio. c. r = log2 (16) = 4 bits por baudio. d. r = log2 (1024) = 10 bits por baudio.
17. ¿Cuál es el ancho de banda necesario para los siguientes casos, si tenemos que enviar 4000 bps?
Deje d = 1. a. ASK
b. FSK con 2∆f = 4 KHz c. QPSK
34 Utilizamos la fórmula B = (1 + d) × (1 / r) × n, pero primero tenemos que
calcular el valor de r para cada caso.
a. r = 1 → B= (1 + 1) × (1/1) × (4000 bps) = 8000 Hz
b. r = 1 → B = (1 + 1) × (1/1) × (4000 bps)+4 KHz = 8000 Hz c. r = 2 → B = (1 + 1) × (1/2) × (4000 bps) = 2000 Hz
d. r = 4 → B = (1 + 1) × (1/4) × (4000 bps) = 1000 Hz
18. La línea telefónica tiene 4 kHz de ancho de banda. ¿Cuál es el máximo número de bits que puede enviar utilizando cada una de las siguientes técnicas? Deje d = 0. a. ASK b. QPSK c. 16-QAM D. 64-QAM
Utilizamos la fórmula n = (B × r) / (1 + d), pero primero tenemos que calcular el valor de r para cada caso.
a. r = 1 → n = (4000 Hz × 1) = 4 KHz b. r = 2 → n = (4000 Hz × 2) = 8 KHz c. r = 4 → n = (4000 Hz × 4) = 16 KHz d. r = 8 → n = (4000 Hz × 8) = 32 KHz
19. Una empresa tiene una mediana con un 1MHz de ancho de banda (pasa bajo). La corporación necesita crear 10 canales cada uno
independiente, capaz de enviar por lo menos 10 Mbps La compañía ha decidido utilizar la tecnología QAM. ¿Cuál es el mínimo número de bits por baudio para cada canal? ¿Cuál es el número de puntos en el diagrama de constelación para cada canal?
Deje d = O.
En primer lugar, calcular el ancho de banda para cada canal = (1 MHz) / 10 = 100 KHz. Nosotros entonces encontraremos el valor de r para cada canal: B = (1 + d) × (1 / r) × (N) → r = N / B → r = (1 Mbps/100 kHz) = 10 Entonces podemos calcular el número de niveles: L = 2r = 210 = 1024. Esto significa que necesitamos una técnica 1024-QAM para lograr este tipo de dato.
35 20. Una compañía de cable utiliza uno de los canales de televisión por cable (con un ancho de banda de 6 MHz)
para proporcionar la comunicación digital para cada residente. ¿Cuál es el tipo de datos disponibles
para cada residente, si la empresa utiliza una técnica de 64-QAM? Utilizaremos la formula: n = (r × B) / (1 + d)
n = (8 × 6MHz) / (1 + 1) = 24 Mbps
21. Encuentre el ancho de banda para las siguientes situaciones, necesario para modular una voz a 5-kHz.
a. AM b. PM (conjunto β = 5) c. PM (conjunto β = 1) a. BAM = 2 × 2 × B = 5 = 10 KHz b. BFM = 2 × (1 + β) × 2 × B = (1 + 5) × 5 = 60 KHz c. BPM = 2 × (1 + β) × 2 × B = (1 + 1) × 5 = 20 KHz
22. Encontrar el número total de canales en la banda correspondiente asignado por la FCC.
a. AM: 107 canales b. FM: 100 canales
36
CAPITULO 6 UTILIZACION DEL ANCHO DE BANDA :
MULTIPLEXACION Y
1.- Describe el propósito de la multiplexación.
La multiplexación es un conjunto de técnicas que permiten transmitir simultáneamente múltiples señales en un solo enlace de datos.
2.-Enumere tres principales técnicas de multiplexación mencionadas en este capitulo.
Hay tres técnicas principales del multiplexación: multiplexación por división de frecuencia multiplexación por división de onda y multiplexación por división de tiempo. Las dos primeras técnicas están diseñadas para señales análogas. La tercera para señales digitales.
3. Distinguir entre un enlace y un canal en multiplexación.
En multiplexación, la palabra enlace se refiere al camino físico. La palabra canal se refiere ala porción de un enlace que lleva una transmisión entre una par de lines. Un enlace puede tener muchos canales.
4.-Cual de las tres técnicas de multiplexación es (son) usada para combinar señales análogas.
las técnicas de multiplexación para combinar señales análogas son :
multiplexación por división de frecuencia y multiplexación por división de onda. 5.- Defina la jerarquía analógica usada por las compañías telefónicas y enumere los diferentes niveles de jerarquía.
Para maximizar la eficiencia de su infraestructura, las compañías telefónicas han multiplexado líneas de señales analógicas de pequeño ancho de banda sobre líneas de gran ancho de banda. La jerarquía analógica usada canales de voz (4 Khz.), grupos (48 Khz.), Súper grupos (240 Khz.), grupos maestros (2.4 MHz) y grandes grupos (15.12 MHz).
6. Defina la jerarquía digital usada por las compañías telefónicas y enumere los diferentes niveles de jerarquía.
Las compañías telefónicas digitales tuvieron la necesidad de desarrollar una jerarquía de servicios digitales muy parecido a los servicios analógicos. El DS es una jerarquía de señales digitales.
37 ODS-I es un servicio de 1.544 Mbps
DS-2 es un servicio de 6.312 Mbps DS-3 es un servicio de 44.376 Mbps DS-4 es uno 274. Servicio de 176 Mbps
7.- Cual de las tres técnicas de multiplexación es común para enlaces de fibra óptica?. Explique la razón.
WMD es la multiplexación común para señales ópticas porque permite la multiplexación de señales de frecuencias muy altas.
8. Diferenciar entre multilevel TDM, múltiple ranuras TDM y rellenado de bits TDM.
Multinivel TDM es una técnica usada cuando la tasa de datos de una línea de
entrada es múltiple de otras líneas de entrada
Múltiple ranuras TDM es a veces más eficiente en asignar más que una ranura
en una trama para una sola línea de entrada
Rellenado de bits TDM algunas veces la tasa de bits de las Fuentes no son
múltiplos enteros de otros. Ninguna de las técnicas mencionadas anteriormente puede ser aplicadas. Una solución es el relleno de bits, el multiplexor añade bits extra al flujo de un dispositivo para así forzar que las relaciones entre las velocidades de los distintos dispositivos sean múltiplo entre sí.
9. Diferenciar entre TDM síncrono y estadístico.
En TDM síncrono, cada entrada tiene una ranura reservada en la trama de salida. Esto puede ser ineficiente si la línea de entrada no tiene datos para enviar. En TDM estadístico, las ranuras son dinámicamente ubicadas para mejorar eficiencia del ancho de banda . Sólo cuando una línea de entrada tiene los valor de datos de una ranura para enviar es dado una ranura en la trama de salida.
10. Definir dispersión de espectro y su objetivo. Enumere 2 técnicas de dispersión de espectro discutidas e este capitulo.
Multiplexando combinamos señales de varias fuentes para lograr eficiencia del ancho de banda; El ancho de banda disponible de un enlace es dividido entre las fuentes. En espectro esparcido, también combinamos señales de fuentes diferentes para caber dentro de un mayor ancho de banda.
38 11.-Defina FHHS y explique como se logra en ancho de banda esparcido. El espectro disperso por salto de frecuencia (FHHS), esta técnica usa M portadoras de diferentes frecuencias que son moduladas por la señales
fuentes. En un momento una señal fuente modula una frecuencia portadora. En el momento siguiente la señal modula otra frecuencia portadora.
12. Defina DSSS y explique como se logra el ancho de banda esparcido. El espectro esparcido por secuencia directa. Esta técnica también expande el ancho de banda de la señal original. Pero el proceso es diferente.
Reemplazamos cada bit con n bits usando dispersión de código. En otras palabras, cada bits es asignado un código de n bits, llamado chips. Donde la tasa de chip es n veces el bit.
13. Asuma que un canal de voz ocupa en ancho de banda de 4 KHz . Necesitamos multiplexor 10 canales de voz con una banda de guarda de 500 Hz usando FDM. Calcule el ancho de banda requerido.
Para multiplexar 10 canales de voz , necesitamos 9 bandas de guarda. El ancho de banda requerido es: B = (4 KHz) × 10 + (500 Hz) × 9 = 44.5 KHz
14. necesitamos transmitir 100 canales de voz digitales usando un canal pasa banda de 20 KHz. Cual puede ser la tasa de bits/Hz si no usamos banda de guarda?
El canal pasa banda es análogo. Dividimos este canal en los 100 canales de voz digitales, tenemos 200 Hz de ancho de banda para cado canal digital.
15. En la jerarquía analógicas de la figura 6.9(figura esta en el libro), encontrar la sobrecarga(ancho de banda extra para la banda de guarda o control) en cada nivel de jerarquía (grupo, súper grupo, grupo maestro y grandes grupos).
a. Grupo: sobrecarga = 48 KHz − (12 × 4 KHz) = 0 Hz.
b. Súper grupo: sobrecarga = 240 KHz − (5 × 48 KHz) = 0 Hz.
39 d. Grandes grupos: sobrecarga = 16.984 MHz − (6 × 2.52 MHz) = 1.864 MHz.
16. Necesitamos usar sincronización TDM y combinar 20 fuentes digitales, cada una de 100 Kbps cada ranura de salida lleva 1 bit de cada fuente digital, pero un bit extra es adherido a cada trama para la sincronización. Responda las siguientes preguntas:
a. ¿Cual es el tamaño de la trama de salida en bits?
Cada trama de salida lleva 1 bit de cada fuente más 1 bit extra para la sincronización.
Tamaño de trama = 20 × 1 + 1 = 21 bits. b. ¿Cual es la tasa de trama de salida?
Cada trama lleva 1 bit de cada fuente. Tasa de trama = 100,000/1 = 100,000 Frames/s.
c. ¿cual es la duración de la trama de salida?
Duración de trama = 1 /(tasa de trama) = 1 /100,000 = 10 μs. d.-Cual es la tasa de datos de salida?
Tasa de datos = (100,000 frames/s) × (21 bits/frame) = 2.1 Mbps.
e. cual es la eficiencia del sistema (tasa útil de bits para el total de bits). En cada trama de 20 bits de salida 21 bits son útiles. Eficiencia = 20/21= 95.2%.
17. Repetir el ejercicio 16 si cada ranura de salida lleva 2 bits de caga fuente.
a. ¿Cual es el tamaño de la trama de salida en bits?
Cada trama de salida lleva 1 bit de cada fuente más 1 bit extra para la sincronización.
40 b. ¿ Cual es la tasa de trama de salida?
Cada trama lleva 2 bit de cada fuente. Tasa de trama = 100,000/2 = 50,000 frames/s.
c. ¿cual es la duración de la trama de salida ?
Duración de trama = 1 /(tasa de trama) = 1 /50,000 = 20 μs. d.-Cual es la tasa de datos de salida?
Tasa de datos = (50,000 frames/s) × (41 bits/frame) = 2.05 Mbps.
e. cual es la eficiencia del sistema (tasa útil de bits para el total de bits). En cada trama de 40 bits de salida 41 bits son útiles. Eficiencia = 20/21= 97.5%.
18. tenemos 14 fuentes, cada fuente crea 500 caracteres por segundo cada carácter tiene 8 bits. Algunas de las fuentes están activas en cualquier momento. Usaremos TDM estadístico para combinar estas fuentes usando caracteres de interlineado. Cada trama lleva 6 ranuras ala vez , pero necesitamos 4 bits para direccionamiento para cada ranura. Responder las siguientes preguntas:
a.-¿Cual es el tamaño de la trama de salida en bits? 14x8 + 1 + 4x6= 137 bits
b.- ¿ Cual es la tasa de trama de salida?
Cada fuente tiene una tasa de 500x8bits =4 kbps. Cada trama se lleva 6 bits de cada fuente
4000/6=667 frames/s
c. ¿cual es la duración de la trama de salida ? La duración de trama = 1/ (667) =1.5 ms
d.- Cual es la tasa de datos de salida?
41 19. 10 fuentes, 6 con una tasa de bits de 200 Kbps y 4 con una tasa de bit 400 Kbps son combinados usando multinivel TDM sin bits de
sincronización. Responda las siguientes preguntas acerca del estado final de la multiplexación:
Combinamos 6 fuentes de 200 Kbps sobre tres de 400 Kbps Ahora tenemos 7 canales de 400 Kbps .
a. Cual es el tamaño de la trama en bits?
Cada trama de salida lleva 1 bit de cada una de las 7 líneas de 400 Kbps Tamaño de trama= 7 × 1 = 7 bits.
b. Cual es la tasa de trama?
Cada trama lleva 1 bit de cada fuente de 400 Kbps Frame rate = 400,000 frames/s.
c. Cual es la duración de la trama?
Duración de la trama = 1 /(frame rate) = 1 /400,000 = 2.5 μs.
d. Cual es la tasa de datos?
Tasa de datos de salida = (400,000 frames/s) × (7 bits/frames) = 2.8 Mbps También podemos calcular la tasa de datos de salida como la suma de la tasa de datos de entrada porque no hay bit de sincronización.
Tasa de datos de salida = 6 × 200 + 4 × 400 = 2.8 Mbps
20.- 4 canales, 2 con una tasa de bit de 200 Kbps y 2 con una tasa de 150 Kbps, estos son multiplexados usando ranuras múltiples sin bit de sincronización. responda las siguientes preguntas:
Los 4 canales convertimos en canales de 50 Kbps. Ahora tenemos 7 canales de 50 Kbps.
a.- Cual es el tamaño de la trama en bits?
La trama lleva 1 bit de cada fuente. Tamaño de trama = 7x1 = 7 bits b. Cual es la tasa de trama?
42 Frame rate = 50,000 frames/s.
c. Cual es la duración de la trama?
Duración de la trama = 1 /(frame rate) = 1 /50,000 = 20μs. d. Cual es la tasa de datos ?
Tasa de datos de salida = (50,000 frames/s) × (7 bits/frames) = 3.5 Mbps.
21. 2 canales, un canal con una tasa de bit de 190 Kbps y otro con una tasa de bit de 180 kbps, estos son multiplexados usando rellenado de bits TDM sin bits de sincronización de bits. Responder las siguientes
preguntas:
Necesitamos sumar bits extra para la segunda fuente para hacer a ambos la tasa de= 190 Kbps Ahora tenemos las dos fuentes , cada una con 190 kbps. a. Cual es el tamaño de la trama en bits?
La trama lleva 1 bit de cada fuente. Tamaño de trama = 1+1 = 2 bits b. Cual es la tasa de trama ?
Cada trama lleva 1 bit de cada fuente de 190 kbps. Tamaño de trama= 190 000 frames/s.
c. Cual es la duración de la trama ? Duración de la trama= 1/190000= 5,3µs d. Cual es la tasa de datos?
Tasa de datos de salida== (190,000 frames/s) × (2 bits/frame) = 380 kbps. Aquí la tasa de bits es mayor que la suma déla tasa de entrada porque los bits
sumados ala segunda fuente.
22. responde las siguientes preguntas acerca de T-1 line: a. ¿Cual es la duración de una trama?
En una línea T1 existen 8000 tramas cada trama contiene 193 bits .la velocidad déla línea T1 es 1.544 Mbps. La duración de la trama es 3.35 ns
b. Cual es la sobrecarga(numero de bits extra por segundo)? La sobre carga es 8 kbps
43 23. mostrar el contenido de la 5 tramas de salida para una múltiplexación sincrona TDM que combina 4 fuentes enviando las siguientes caracteres. Nota que los caracteres son enviados en la misma orden que ellos son tipeados. La tercera línea esta en silencio.
a. fuente 1 mensaje : HELLO b. fuente 2 mensajes : HI c. fuente 3 mensajes: d. fuente 4 mensajes:: BYE
24.la figura muestra un multiplexador en un sistema sincrono TDM. Cada ranura de salida es solo 10 bits de largo (toma 3 de cada entrada mas un bit de tramado ). Cual es la cadena de salida?. Los bits llegan al
multiplexador como muestran las flechas.
Solucion:
44 25. Figure 6.35 shows a demultiplexer in a synchronous TDM. If the input slot is 16 bits long (no framing bits), what is the bit stream in each output? The bits arrive at the demultiplexer as shown by the arrows.
26. Responda las siguientes preguntas acerca de la jerarquía digital a. Cual es la sobrecarga (numero de bits extra )en el servicio DS-l ? 8 kbps de sobrecarga
b. Cual es la sobrecarga (numero de bits extra )en el servicio DS-2 ? 168 kbps de sobrecarga
c. cual es la sobrecarga (numero de bits extra )en el servicio DS-3 ? 1.368 Mbps de sobrecarga
d. Cual es la sobrecarga (numero de bits extra )en el servicio DS-4 ? 16.128 Mbps de sobrecarga
27. Cual es el numero mínimo de bits en una secuencia PN si usamos FHSS con un canal de ancho de banda de B =4 Khz. y Bss =100 KHz? Numero de saltos = 100 KHz/4 KHz = 25. Así que necesitamos log225 = 4.64 ≈ 5 bits
28.-Un número pseudoaleatorio generado rusa la siguientes formula para crear series aleatorias:
Ni+1 =(5 +7Ni) mod 17-1
En la cual Ni define el número aleatorio actual y Nj +1 define el siguiente número aleatorio. El termino mod. Significa el valor del residuo cuando dividimos (5 + 7Ni) con 17.
45 N1 = 11 N2 =(5 +7 × 11) mod 17 − 1 = 13 N3 =(5 +7 × 13) mod 17 − 1 = 10 N4 =(5 +7 × 10) mod 17 − 1 = 6 N5 =(5 +7 × 6) mod 17 − 1 = 12 N6 =(5 +7 × 12) mod 17 − 1 = 3 N7 =(5 +7 × 3) mod 17 − 1 = 8 N8 =(5 +7 × 8) mod 17 − 1 = 9
22. Encontrar el número total de canales en la banda correspondiente asignado por la FCC.
a. AM: 107 canales b. FM: 100 canales
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CAPITULO 7
MEDIOS DE TRANSMISION
PREGUNTAS DE REVISIÓN
1. Cuál es la posición del medio de transmisión en el modelo OSI o en el modelo de Internet?
El medio de transmisión se localiza debajo de la capa física y es directamente controlada por esta.
2. Mencione las dos categorías más importantes de medios de transmisión.
Medios de transmisión guiados y medios de transmisión no guiados. 3. En que difieren /cuál es la diferencia los medios guiados de los no guiados
En que en los medios de transmisión guiados la señal a transmitir es dirigida y contenida por límites físicos, por ejemplo en el par trenzado y el coaxial vendría a ser el conductor metálico de cobre que transporta la señal en forma de
corriente eléctrica y en la fibra óptica que transporta las señales a través de luz. 4. Cuáles son las tres clases mas importantes de medios guiados
El par trenzado, el cable coaxial y la fibra óptica.
5.Cual es la importancia /que implica el trenzado en el cable de par trenzado
El trenzado asegura la eliminación de ruido externo. 6. Qué es refracción? Qué es reflección?
Es el fenómeno que se da en el angulo critico de un rayo de luz que pasa de un medio de mas densidad a otro de menos densidad
7. Cuál es la finalidad del revestimiento en la fibra óptica? El núcleo interior de la fibra óptica está envuelto por un revestimiento, el cual es
menos denso que el núcleo, por lo que el rayo de luz que viaja atreves de este núcleo es reflejado en el límite entre el núcleo y el revestimiento si el ángulo de incidencia es mayor que el ángulo critico.
8. Nombre las ventajas de la fibra óptica respecto al par trenzado y al cable coaxial.
Mayor ancho de banda, atenuaciones mucho menores, inmunidad a la interferencia electromagnética, resistente a la corrosión, peso ligero e inmunidad a la intercepción o espionaje.
47 9. Qué hace diferente la propagacion atmosferica de la de linea de vista? En la propagación atmosferica las ondas de radio son ascendentemente irradiadas hacia la ionosfera la qu eluego las refleja de regreso a la tierra; mientras que en la propagación punto a punto las señales son transmitidas de antena a antena de manera que exista entre ellas una línea de vista
10. Cuál es la diferencia entre ondas omnidireccionales y ondas unidireccionales?
Que las ondas omnidireccionales son irradiadas hacia todas las direcciones; mientras que las unidireccionales solo pueden irradiar en una sola dirección.
EJERCICIOS
11. Usando la figura 7.6, tabule la atenuación del UTP calibre 18 para las frecuencias y distancias indicadas.
Tabla 7.5 Atenuacion UTP calibre 18
Distancia dB para 1 KHz dB para 10KHz dB para 100 KHz 1 Krn −3 −5 −7 lOKm −30 −50 −70 15 Krn −45 −75 −105 20Km −60 −100 −140
48 *** Valores aproximados deducidos de la grafica
12. Use el resultado del ejercicio 11 para deducir cuanto disminuye el ancho de banda con respecto al incremento en la distancia en el cable UTP.
*************************************************************************
13. Si la potencia al comienzo del trayecto de 1km de un cable UTP calibre 18 es 200 mw, cual es la potencia al final del trayecto para las frecuencias 1 KHz, 10 KHz, and 100 KHz? Use los resultados del ejercicio 11.
1 KHz dB = −3 P2 = P1 ×10−3/10 = 100.23 mw 10 KHz dB = −5 P2 = P1 ×10−5/10 = 63.25 mw 100 KHz dB = −7 P2 = P1 ×10−7/10 = 39.90 mw
14. Usando la figura 7.9 tabula tha atenuacion (en dB) de un cable coaxial 2.6/9.5 mm par las frecuencias y distancias indicadas
49 Tabla 7.6 Atenuación de un cable coaxial de 2.6/9.5 mm.
Distancia dB para 1 MHz dB para 10MHz dB para 100 MHz 1 Krn −3 −7 −20 lOKm −30 −70 −200 15 Krn −45 −105 −300 20Km −60 −140 −400
15. Usa el resultado del ejercicio 14 para deducir cuanto disminuye el ancho de banda con respecto al incremento en la distancia en el cable coaxial.
Si consideramos que el ancho de banda comienza en cero podemos decir que este disminuye con la distancia por ejemplo si podemos tolerar una atenuación máxima de −50 dB (pérdida) luego, podemos dar la siguiente lista de distancia vs ancho de banda. Distance Bandwidth 1 Km 100 KHz 10 Km 1 KHz 15 Km 1 KHz 20 Km 0 KHz
16. Si la potencia al comienzo del trayecto de 1km de un cable coaxial de 2.6/9.5 mm es 200 w, cual es la potencia al final del trayecto para las frecuencias 1 KHz, 10 KHz, and 100 KHz? Use los resultados del ejercicio 14.
17.Calcula el ancho de banda de la luz con las siguientes longitudes de onda ( asuma la velocidad de propagación 2 x 108 m/s):
Calculate the bandwidth of the light for the following wavelength ranges (assume apropagation speed of 2 x 108 m):
a. 1000 to 1200 nm
B = [(2 × 108)/1000×10−9] − [(2 × 108)/ 1200 × 10−9] = 33 THz b. 1000 to 1400 nm
