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ESCUELA POLITECNICA DEL EJÉRCITO

EDDY LARREA SISTEMAS DE COMUNICACIÓN DE DATOS

Actividad de aprendizaje 1.1.

1. Elabore un cuadro sinóptico sobre los tipos de conmutación (circuitos, paquete, celda) que utilizan las redes de transmisión de datos (WAN, LAN, INALÁMBRICAS, MAN).

2. Utilizando la figura 1.2 describa el proceso de la comunicación de datos.



a) Fuente: Ésta cumple la función de crear, originar, y proporcionar la información de entrada que será transmitida [ m ], es aquí donde se genera el mensaje que se desea enviar (el teclado), y donde, como secuencia de bits [ g ], se almacenará temporalmente en memoria dicho mensaje.

b) Transmisor: Aquí es a donde transfiere primeramente el computador el mensaje, siendo este los datos los cuales son pasados como una secuencia de niveles de tensión [ g(t) ], que representa los bits de datos, para que el transmisor al conectarse al medio, convierta la cadena de bits en la señal a transmitir [ s(t) ], produciendo así una salida compatible con el canal de comunicación.

c) Sistema de Transmisión: Éste es el medio por el que se transmiten los datos, es decir el canal por el cual será enviado el mensaje hacia el receptor, el mismo que puede ser cable coaxial, fibra óptica, etc.

d) Receptor: es donde llega primeramente la señal que contiene el mensaje, el cual lo recibe del medio, de donde llega diferida de alguna manera de la transmitida [s(T)]; es entonces el receptor el que se encarga de estimar la señal original de la recibida, y de su conocimiento del medio, obteniendo una secuencia de bits [g’(T)], la cual es enviada al computador de salida, donde será almacenada en memoria temporalmente.

e) Destino: Es aquí donde ha debido de llegar el mensaje, en muchos casos determinara si ha ocurrido un error, y dado el caso cooperar con el origen para conseguir el bloque de datos completo [m’] y sin errores, los cuales serán presentados al usuario a través de dispositivos de salida, en este caso la pantalla de su terminal.

3. Utilizando la figura 1.3 de la página 18, realice un resumen de los elementos constituyentes y su función.



Los componentes que se incluyen en un sistema de información determinan como puede ocurrir la transmisión de datos.

El analista de sistemas debe elegir o familiarizarse con los siguientes componentes:

Canales de comunicación

Dispositivos de control de comunicación

Protocolo de comunicación

Además, el analista también debe elegir las características de la red que corresponda a los sistemas ya en uso o que puedan adaptarse a las características del hardware o software de la (s) computadora (s) en donde opera la red de comunicación

Forman los paquetes de datos

Dan acceso al cable, con la conversión eléctrica y ajuste de velocidad

Son el transmisor y el receptor de la estación

Chequean las tramas para chequear errores

Conversión Serie/Paralelo

Identificación o dirección única en la red que permite saber cual es físicamente la terminal


1. Establezca las diferencias entre el modelo OSI y TCP/IP.

Los protocolos TCP/IP son los estándares en torno a los cuales se desarrolló la Internet, de modo que la credibilidad del modelo TCP/IP se debe en gran parte a sus protocolos. En comparación, las redes típicas no se desarrollan normalmente a partir del protocolo OSI, aunque el modelo OSI se usa como guía.

TCP/IP combina las funciones de la capa de presentación y de sesión en la capa de aplicación.

OSI distingue de forma clara los servicios, las interfaces y los protocolos. TCP/IP no lo hace así, no dejando de forma clara esta separación.

OSI fue definido antes de implementar los protocolos, por lo que algunas funcionalidades necesarias fallan o no existen. En cambio, TCP/IP se creó después que los protocolos, por lo que se amolda a ellos perfectamente.

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2. ¿Cuáles son las tres características más importantes de una señal periódica?

Amplitud

Frecuencia

Fase

3. ¿Cuáles son las diferencias entre una transmisión analógica y digital desde el punto de vista de datos y señales?



4. Realice la representación gráfica de una señal análoga con A=5, f=8, Ф=45° y la representación de una señal digital con A=6, T=8.

Representación Gráfica de una Señal Digital

5. Indique el equipo que se requiere para transmitir señal analógica y digital de datos analógicos y digitales (todas las combinaciones posibles).



6. Utilizando Internet, consulte todas las dificultades más significativas en la transmisión, elabore un cuadro sinóptico sobre ello.


1. ¿Qué factores clave afectan a la capacidad de un canal?

a) La velocidad de transmisión de los datos.

b) El ancho de banda.

c) El ruido.

d) La tasa de errores.

2. El ruido es el factor de mayor importancia de entre los que limitan las prestaciones de un sistema de comunicaciones, señalar y describir las categorías de ruido y como afectan en el sistema de comunicaciones.

El ruido se puede clasificar en cuatro categorías:

Ruido Térmico: Es producido por la agitación térmica de electrones dentro del medio conductor.

El ruido térmico no se puede eliminar y por esa razón impone un límite superior en las prestaciones de los sistemas de comunicaciones. La cantidad de ruido térmico en un ancho de banda de 1Hz en cualquier dispositivo o conductor es:No = KT vatios/Hz; Donde:



No = Densidad de potencia del ruido, en vatios por 1Hz de ancho de banda. K = Contante de Boltzmanz = 1.3803· 10-23 J/°K. T = Temperatura en grados Kelvin (°K).

Ruido de Intermodulación: Consiste en que cuando distintas

frecuencias comparten el mismo medio de transmisión provocan entre sí señales de ruido.

El efecto que causa este ruido es la aparición de señales a frecuencias que sean suma o diferencia de las dos originales o múltiplos de estas, por ejemplo, la mezcla de las señales de frecuencias f1 y f2 pueden producir energía a frecuencias f1 + f2, estas componentes podían interferir con algunas otras.

Diafonía: Se produce cuando hay un acoplamiento entre líneas que

transportan las señales.

Normalmente la diafonía es del mismo orden de magnitud o inferior que el ruido térmico.

Ruido Impulsivo: Se trata de impulsos discontinuos de poca

duración y de gran amplitud que afectan a la señal.

Ruido impulsivo no tiene mucha trascendencia para os datos analógicos, por ejemplo, la transmisión de voz se puede perturbar mediante "chasquidos" o "crujidos" cortos sin ninguna pérdida de inteligibilidad.

3. La capacidad del canal es la máxima velocidad a la que se puede transmitir los datos en un canal, para determinar esta capacidad se requieren conocer cuatro aspectos importantes, descríbalos y plantee la ecuación de la capacidad del canal desde el punto de vista de Nyquist y Shannon, indicando la diferencia entre cada formulación.

La velocidad de transmisión de los datos es la velocidad expresada en bits por segundo (bps) a la que se pueden transmitir los datos.

El ancho de banda de la señal transmitida que estará limitada por el medio de transmisión y el propio transmisor, se mide en ciclos por segundo o Hz.

El nivel medio de ruido a través del camino de transmisión.

La tasa de errores, se considera que ha habido un error cuando se recibe un 1 habiendo enviado un 0 o viceversa.

DIFERENCIA: Nyquist Por tanto, para un ancho de banda dato, la velocidad de transmisión de datos se puede incrementar considerando un número de señales mayor

http://www.monografias.com/trabajos5/estat/estat.shtml



diferentes. Sin embargo, esto supone una dificultad más en el receptor, este, en lugar de tener que distinguir una entre dos señales, deberá distinguir entre M señales posibles. El ruido y otras dificultades en la línea de transmisión limitarán el valor de M . Y La fórmula de Shannon muestra el máximo nivel teórico que se puede conseguir. Sin embargo, en la práctica se consiguen razones de bits mucho menores. Esto se debe al hecho de que la fórmula anterior supone ruido blanco, además, no se ha tomado en cuenta el ruido impulsivo, la atenuación o la distorsión de retardo. La capacidad tal como se ha calculado en la fórmula precedente se denomina capacidad libre de errores.

4. Cuál es la capacidad para un canal de un « teletipo» de 0,300KHz de ancho de banda con una relación señal-ruido de 3 dB?

B=300Hz

5. Para operar a 9,6 Kbps se usa un sistema de señalización digital:

a) Si cada elemento de la señal codifica una palabra de 4 bits, cual es el ancho de banda mínimo necesario?



C = 2B log2 MB = C /2 log2M

B = 9600 / (2log24)B = 9600 / (2*(log4/log2))

B = 2400 Hz

b) Y para palabras de 8 bits?

C = 2B log2 MB = C /2 log2M

B = 9600 / (2log28)B = 9600 / (2*(log8/log2))

B = 1600 Hz

6. Cuál es el nivel de ruido térmico para un canal de ancho de banda de 10000 Hz y 1 kW de potencia operando a 50 °C?

7. Sea un canal con una capacidad de 20000 kbps. El ancho de banda de dicho canal es 3000 kHz. Cuál es la relación señal-ruido admisible para conseguir la mencionada capacidad?

8. Si un amplificador tiene una ganancia en tensión de 30 dB, Cual es su relación de tensiones de entrada y salida?



9. Si un amplificador proporciona a la salida 20W, cuando proporcionara expresado en dBW?

dbW= 10log (20W)dbW= 13.01


1. Establezca 3 diferencias entre medios guiados y no guiados.

Medios Guiados: Utilizan unos componentes físicos y sólidos para la transmisión de

datos. También conocidos como medios de transmisión por cable. La utilización del trenzado tiende a disminuir la interferencia

electromagnética. El trenzado elimina el ruido eléctrico de los pares adyacentes y de

otras fuentes como motores, relés y transformadores.Medios No Guiados:

Medios que permite cubrir grandes distancias y hacia cualquier dirección, su mayor logro se dio desde la conquista espacial a través de los satélites y su tecnología no para de cambiar.

transmisión y recepción se realiza por medio de antenas, las cuales deben estar alineadas cuando la transmisión es direccional, o si es omnidireccional la señal se propaga en todas las direcciones.

Tiene como características que su ancho de banda varia entre 300 a 3.000 Mhz, aunque con algunos canales de banda superior, entre 3´5 Ghz y 26 Ghz.

2. ¿Cuáles son las limitaciones del par trenzado?

Son más limitadas que en los demás conductores, presenta mayor sensibilidad al ruido que el cable coaxial y no soporta grandes velocidades de transmisión de datos.



El efecto Kelvin es un recalentamiento del cable que puede llegar a fundir el aislante cuando se aumenta la frecuencia de la señal que se transmite, lo que produce un calentamiento del conductor debido a que los electrones tienden a desplazarse hacia la superficie del mismo.

3. Describir las principales ventajas del cable de fibra óptica y coaxial.

Ventajas FIBRA ÓPTICA:

Mayor capacidad de transmisión, esto es de 20.000 a 60.000 canales de voz. Menor tamaño y peso Atenuación menor Aislamiento electromagnético Mayor separación entre repetidores. Transmisiones a larga distancia, aproximadamente 1500 Km.

Ventajas Coaxiales:

Se puede usar para cubrir mayores distancias y conectar un número mayor de estaciones en líneas compartidas.

Puede transportar simultáneamente más de 10.000 canales de voz. Tiene una respuesta en frecuencia mejor que la del par trenzado permitiendo por lo

tanto, mayores frecuencias y velocidades de transmisión. Gracias al apantallamieno es menos susceptible a interferencias y a diafonía.

4. ¿Qué ventajas y desventajas tiene la transmisión de microondas?

Ventajas:

-Volumen de inversión generalmente mas reducido.

- Instalación más rápida y sencilla.

- Conservación generalmente más económica y de actuación rápida.

Desventajas

-Explotación restringida a tramos con visibilidad directa para los enlaces.

- Necesidad de acceso adecuado a las estaciones repetidoras en las que hay que disponer de energía y acondicionamiento para los equipos y servicios de conservación. Se han hecho ensayos para utilizar generadores autónomos y baterías de células solares.

-La segregación, aunque es posible y se realiza, no es tan flexible como en los sistemas por cable



5. Indique las aplicaciones más importantes de los medios guiados (par trenzado, coaxial, fibra óptica) y medios no guiados (microonda terrestre, microonda satelital, onda de radio, infrarrojo).

MEDIOS GUIADOS: Aplicaciones

Par trenzado:

En señalización digital se utilizan para conexiones al conmutador digital o al la PBX digital a velocidades de 64 Kbps.

Es el medio más usado en redes de telefonía, e igualmente su uso es básico en el tendido de redes de comunicación dentro de edificios.

Se utiliza dentro de edificios como medios de transmisión para redes de área local con una velocidad típica de 10 Mbps

Coaxial:

La distribución de la señales de televisión por cable. La telefonía a larga distancia. Enlaces en computadoras a corta distancia.

Fibra Óptica:

Transmisiones a larga distancia, aproximadamente 1500 km. Transmisiones metropolitanas con una longitud media de 12 km. Acceso a áreas rurales con longitudes que normalmente van desde

los 40 a los 160 km.

MEDIOS NO GUIADOS: Aplicaciones

Microonda Terrestre:

Se usa principalmente en servicios de telecomunicaciones de larga distancia como alternativa al cable coaxial o a las fibras ópticas

Se usa en enlaces punto a punto a cortas distancias entre edificios. Además las microondas a cortas distancias se usa en aplicaciones denominadas bypass.

También se utiliza frecuentemente en los sistemas de celulares.

Microonda Satelital:

La difusión de televisión La transmisión telefónica a larga distancia, las comunicaciones

satelitales son competitivas comparadas con los sistemas terrestres en gran parte de los enlaces internacionales de larga distancia.

Las redes privadas

Onda de Radio:



Se utiliza el término ondas de radio para eludir a la banda VHF y parte de UHF: DE 30 MHz a 1 GHz.

Con el término radio se elude de una manera poco precisa a toda banda de frecuencias comprendida entre 3 KHz a 300 GHz

También se utiliza para ciertas aplicaciones de redes de datos

Infrarrojo:

Se utiliza para comunicaciones mediante transmisores/receptores que modulan luz infrarroja no coherente.

Los rayos infrarrojos no pueden atravesar paredes. En este medio de transmisión no se presentan problemas de

seguridad ni interferencias

6. ¿Cuáles son las funciones que realiza una antena y mediante un gráfico indique los modos de propagación inalámbricos?

-Funcion: Convierten los datos en ondas EM - Posiblemente el dispositivo físico más importante en la red - Microondas: complejo obtener rendimiento alto - Dos tipos: Omnidireccionales // Direccionales

Modos de Propagación Inalámbricos

-Infrarrojos



-Wirelles

-Teléfono inalámbrico

-Wi-Fi

7. Qué es una antena isotrópica y cuáles son los factores que determinan la ganancia de una antena



Un diagrama de radiación sirve para determinar la energía radiada en cada dirección del espacio. Si analizamos esta antena veremos que en los planos verticales (x, z) e (y, z) la cantidad de energía radiada es exactamente la misma en todas las direcciones. Esta antena recibe el nombre de antena isotrópica.

FACTORES DE GANACIA DE LA ANTENA-La ganancia de las antenas se mide en decibeles, que es la unidad de medida adoptada para este tipo de parámetros. A mayor cantidad de decibeles, mejor calidad de la antena. Para determinar la ganancia se establece la intensidad en un punto, irradiada por una antena omnidireccional sin ganancia y la intensidad de la señal emitida por la antena direccional.

-Radía en todas las direcciones (iso=igual y tropos= cambio) y su patrón de radiación será simbolizado por una esfera y en el caso de una antena dipolo de media longitud de onda, el patrón es en forma de un 8 acostado



8. Cuál es la principal causa de la pérdida de señal en comunicaciones vía satélite.

Su baja inclinación implica que se vea con escasa elevación desde las zonas que precisamente debía cubrir mejor (en España 54º como máximo). Además, para mantener la iluminación solar debe rotarse periódicamente, desapuntando las antenas y prácticamente imposibilitando las comunicaciones. Aun así hay periodos en los que es perfectamente utilizable

- Posibilidad de independizarse de las distancia y de los obstáculos naturales como las montañas etc.

La transmisión vía satélite se ve severamente afectada por la absorción atmosférica y por las precipitaciones las cuales introducen tiempos de retardo y propagación más largos.

9. Defina los siguientes términos: LOS, refracción, difracción y dispersión.

-Refracción: Es un fenómeno que ocurre dentro del de la transmisión cuando la luz atraviesa un material transparente de forma oblicua (si lo atraviesa en dirección perpendicular no hay refracción).-Difracción: Es la desviación de los rayos luminosos cuando inciden sobre el borde de un objeto opaco. El fenómeno es más intenso cuando el borde es afilado.-Dispersión: Cuando un rayo de luz blanca pasa a través de un prisma de vidrio, se descompone en sus colores simples, es decir, se dispersa de acuerdo a la longitud de onda.

10. Realice los ejercicios 4.2, 4.12 de la página 128 y 130 del texto guía

4.2 Sea una línea telefónica caracterizada por una pérdida de 20 dB. La potencia de la señal a la entrada es de 0,5W y el nivel de ruido a la salida es de 4,5 uW. Calcule la relación señal a ruido para la línea en dB.



4.12 A menudo es más conveniente expresar las distancias en Km en lugar de en m y las frecuencias en MHz en lugar de Hz. Rescriba la ecuación 4.1 usando estas unidades.

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