TRANSMISION DE DATOS Y REDES DE COMUNICACIONES I Trascrito por: Gerick Toro, Diego Vidaurre (negro), Jimmy Rada Capitulo 5 – Codificación y Modulación Términos y conceptos clave Amplitud Bifásico (codificación) Bipolar 3 de alta densidad (HDB3) Codificación Codificación bipolar Constelación Conversión analógica a digital Fase Frecuencia Inversión de marca alternada (AMI) Modulación analógica a analógica Codificación digital a digital Codificación Manchester Codificación Manchester diferencial Codificación Unipolar con retorno a cero (RZ) Modulación por desplazamiento de fase (PSK) Modulación por pulsos en amplitud (PAM) Muestreo Pseudoternario Quadbit Señal Portadora RESUMEN Hay cuatro tipos de conversión: a) Digital a digital b) De analógico a digital c) De digital a analógico d) De analógico a analógico Las categorías de codificación digital a digital incluyen las siguientes: a) Unipolar-se usa solo un nivel de voltaje b) Polar-se usan dos niveles de voltaje. Las variaciones de la codificación polar incluyen las siguientes: NRZ (sin retorno a cero) NRZ-L (sin retorno al nivel cero) NRZ-I (sin retorno a cero invertido) RZ (con retorno a cero) Bifásica: Manchester y Manchester diferencial c) Bipolar-los unos se representan con voltajes alternativos positivos y negativos: AMI (inversión de marca alternada) B8ZS (sustitución 8 cero bipolar) HDB3 (bipolar 3 de alta densidad) La conversión de analógico a digital se hace principalmente en PCM (modulación por codificación en pulsos) PCM necesita muestrear, cuantificar cada muestra en un conjunto de bits y después asignar voltajes de nivel a los bits El teorema de Nyquist dice que la tasa de muestreo debe ser por lo menos dos veces el componente de frecuencia mas alto de la señal original La modulación de digital a analógico se puede conseguir de varias formas: a) Modulación por desplazamiento de amplitud (ASK)---varia la amplitud de la señal portadora, la tasa de baudios es igual a la tasa de bits. b) Modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK)---varia la frecuencia de la señal portadora c) Modulación por desplazamiento de fase (PSK)---varia la fase de la señal portadora. Para 4PSK la tasa de baudios es la mita de la tasa de bits. d) Modulación por amplitud en cuadratura (QAM)---tanto la fase como la amplitud de la señal portadora varían simultáneamente QAM permite una mayor tasa de transmisión de datos que otros métodos de conversión de digital a analógico La tasa de baudios y la tasa de bits no son sinónimas. La tasa de bits es el numero es el numero de bits transmitidos por segundo. La tasa de baudios es el numero de unidades transmitidas por segundo. Una unidad de señal puede representar uno o mas bits Los requisitos mínimos del ancho de banda para ASK y PSK son la tasa de baudios Los requisitos mínimos del ancho de banda (BW) para modulación FSK son es la frecuencia que representa un bit La modulación de analógico a analógico se puede implementar usando lo siguiente: a) Modulación en amplitud(AM) b) Modulación en frecuencia(FM) c) Modulación de fase (PS) En AM la amplitud de la onda portadora varia con la amplitud de la señal modulada En FM la frecuencia de la onda portadora varia con la amplitud de la onda modulada En radio AM, el ancho de banda de la señal modulada debe ser al menos dos veces el ancho de banda de la señal que se modula En radio FM, el ancho de banda de la señal modulada debe ser 10 veces el ancho de banda de la señal que se modula En PM la fase de la señal portadora varia con la amplitud de la señal que se modula MATERIAL PRÁCTICO Preguntas con respuesta múltiple 34. ASK, PSK, FSK, y QAM son ejemplos de modulación ___ a. Digital a digital b. De digital a analógico c. De analógico a analógico d. De analógico a digital 35. La codificaron unipolar, bipolar y polar son tipos de codificación ___ a. Digital a digital b. De digital a analógico c. De analógico a analógico d. De analógico a digital 36. PCM es un ejemplo de conversión ___ a. Digital a digital b. De digital a analógico c. De analógico a analógico d. De analógico a digital 37. AM y FM son ejemplos de modulación___ a. Digital a digital b. De digital a analógico c. De analógico a analógico d. De analógico a digital 38. En QAM, tanto la fase como la ___ de la frecuencia portadora cambian a. Amplitud b. Frecuencia c. Tasa de bits d. Tasa de baudios 39. ¿Cuál de las siguientes se ve mas afectada por el ruido? a. PSK b. ASK c. FSK d. QAM 40. Si el espectro de frecuencia de una señal tiene un ancho de banda de 500hz con la frecuencia mas alta en 600hz ¿Cuál debería ser la tasa de muestreo de acuerdo al teorema de Nyquist? a. 200 muestras/seg b. 500 muestras/seg c. 1000 muestras/seg d. 1200 muestras/seg 41. Si la tasa de baudios es 400 para una señal 4-PSK, la tasa de bits es ___ bps a. 100 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. b. 400 c. 800 d. 1600 Si la tasa de bits de una señal ASK es 1200bps, la tasa de baudios es ___ a. 300 b. 400 c. 600 d. 1200 Si la tasa de bits de una señal FSK es 1200bps la tasa de baudios es ___ a. 300 b. 400 c. 600 d. 1200 Si la tasa de bits de una señal QAM es 3000bps y un elemento de señal se representa mediante un tribit ¿Cual es la tasa de baudios? a. 300 b. 400 c. 1000 d. 1200 Si la tasa de baudios de una señal QAM es 3000bps y un elemento de señal se representa mediante un tribit ¿Cual es la tasa de bits? a. 300 b. 400 c. 1000 d. 9000 Si la tasa de baudios de una señal QAM es 1800 y la tasa de bits es 9000 ¿Cuántos bits hay por elemento de señal? a. 3 b. 4 c. 5 d. 6 En 16-QAM hay 16 ___ a. Combinaciones de fase y amplitud b. Amplitudes c. Fases d. Bits por segundo Que técnica de modulación utiliza tribits, 8 diferentes desplazamientos en fase y una amplitud? a. FSK b. 8-PSK c. ASK d. 4-TSK El teorema de Nyquist especifica que la tasa mínima de muestreo debe ser ___ a. igual a la frecuencia mas baja de la señal b. igual a la frecuencia mas alta de la señal c. el doble del ancho de banda de la señal d. el doble de la frecuencia mas alta de la señal Dada una señal de radio AM con un ancho de banda de 10khz y cuyo componente de frecuencia mas alta es 705khz ¿Cuál es la frecuencia de la señal portadora? a. 700khz b. 705khz c. 710khz d. No se puede determinar con la información anterior Un factor de la exactitud de una señal PCM reconstruida es el ___ a. Ancho de banda de la señal b. Frecuencia de la portadora c. Numero de bits usado por la cuantificación d. Tasa de baudios 52. ¿Qué tipo de codificaron tiene siempre una amplitud media no nula? 53. 54. 55. 56. 57. 58. 59. 60. 61. 62. a. Unipolar b. Polar c. Bipolar d. Todas las anteriores Cual de los siguientes métodos de codificación no proporciona sincronización a. NRZ-L b. RZ c. B8ZS d. HDB3 ¿Qué método de codificación usa valores alternativos positivos y negativos para los unos? a. NRZ-I b. RZ c. Manchester d. AMI ¿En que tipo de codificación digital a digital se usan violaciones deliberadas de la intervención de marcas alternas? a. AMI b. B8ZS c. RZ d. Manchester Una señal modulada esta formada por ___ a. Cambios de la señal que se modula por la onda portadora b. Cambios de la onda portadora por la señal q se modula c. Cuantificación de los datos fuente d. Muestreo de la frecuencia de Nyquist Si se siguen las regulaciones de la FCC, las frecuencias de la portadora de las estaciones de radio adyacentes deben estar separadas ___ a. 5khz b. 10khz c. 200kz d. 530khz Si se siguen las regulaciones de la FCC, ¿Cuántas estaciones potenciales de FM son teóricamente posibles en una zona? a. 50 b. 100 c. 133 d. 150 En PCM, hay conversión analógico a ___ a. Analógico b. Digital c. QAM d. Diferencial Si el máximo valor de una señal PCM es 31 y el mínimo valor es -31, ¿Cuantos bits se usaron para codificar? a. 4 b. 5 c. 6 d. 7 Cuando se descompone una señal ASK, el resultado es ___ a. Siempre una onda seno b. Siempre dos ondas seno c. Un numero infinito de ondas seno d. Ninguna de las anteriores La codificaron RZ involucra ___ nivel(s) de amplitud de señal a. 1 b. 3 c. 4 d. 5 63. Que nivel de cuantificación da como resultado una reproducción de la señal mas fiable a. 2 b. 8 c. 16 d. 32 64. ¿Que técnica de codificación intenta resolver la perdida de sincronización debida a largas secuencias de ceros? a. B8ZS b. HDB3 c. AMI d. a y b 65. Que tipo de conversión incluye modulación de una señal a. Conversión de digital a digital b. Conversión de analógico a digital c. Conversión de digital analógico d. Todas las anteriores 66. Que tipo de conversión necesita el muestreo de una señal a. Conversión de digital a digital b. Conversión de analógico a digital c. Conversión de digital analógico d. Todas las anteriores 67. El ancho de banda de una señal FM necesita 10 veces el ancho de banda de la señal ___ a. Portadora b. Que se modula c. Bipolar d. Muestre 68. La modulación de un señal analógica se puede llevar acabo a través de la modulación de ___ de la señal portadora. a. Amplitud b. Frecuencia c. Fase d. Ninguna de las anteriores 69. La modulación de una señal digital se puede llevar acabo a través de la modulación de ___ de la señal portadora. a. Amplitud b. Frecuencia c. Fase d. Ninguna de las anteriores Capitulo 6 – Transmisión de datos digitales interfaces y módems RESUMEN La transmisión digital se puede efectuar en modo serie o paralelo En la transmisión paralela, se envía un grupo de bits simultáneamente, con una línea especifica para cada bit En la transmisión serie hay una única línea y todos los bits se envían secuencialmente La transmisión serie puede ser sincronía o asíncrona En la transmisión serie asíncrona, cada byte (grupo de 8 bits) se enmarca con un bit de inicio y un bit de parada. Puede haber un intervalo de longitud variable entre cada byte En la transmisión serie sincronía, los bits se envían en un flujo continuo sin bits de inicio y de parada u sin intervalos entre los bytes. Reagrupar los bits en bytes significativos es responsabilidad del receptor. Un DTE (Equipo Terminal de Datos) es un origen o destino para datos digitales binarios. Un DCE (Equipo Terminal de circuito de datos) recibe datos de un DTE y los cambia a una forma apropiada para la transmisión por la red. Tambien puede efectuar la transformación inversa. Una interfaz DTE-DCE queda definida por sus características mecánicas, eléctricas y funcionales. El estándar EIA-232 define una interfaz DTE-DCE ampliamente empleada que usa un conector de 25 patillas (DB-25), cada uno de las cuales tiene una función especifica. Las funciones no se pueden clasificar como tierra, datos, control, temprización, reservados y sin asignar. El estándar EIA-449 proporciona una tasa de datos y una capacidad de distancia mayor que el estándar EIA-232 El estándar EIA-449 define un conector de 37 patillas (DB-37) usado por el canal primario, el canal secundario tiene su propio conector de 9 patillas. Las patillas del DB-37 se dividen en categoría 1 (patillas compatibles con EIA-232) y categoría 2 (patillas nuevas no compatibles con EIA-232). Las especificaciones eléctricas del EIA-449 se definieron en los estándares RS-423 y RS-422. El RS-422 es un circuito balanceado con dos líneas para propagación de señal, la degradación de la señal por ruido es menos problemática en el RS-422 que en el RS232. El X.21 elimina muchas de las patillas de control de las interfases que no necesitan redes o modulación. Un módem nulo conecta dos DTE cercanos y compatibles que no necesitan redes o modulación. Un módem es un DCE que modula y remodula señales. Un módem transforma señales digitales en analógicas usando modulación ASK, FSK, PSK o QAM. Las propiedades físicas de la línea de transmisión limitan las frecuencias de las señales que se pueden transmitir. Una línea telefónica regular usa frecuencias entre los 600Hz y los 3000Hz para la transmisión de datos. Requiere un ancho de banda de 2400Hz. La modulación ASK es especialmente susceptible al ruido. Debido a q usa dos frecuencias portadoras, la modulación FSK necesita mas ancho de banda que la ASK y la PSK. La modulación PSK y QAM tienen dos ventajas sobre ASK. o No son susceptibles al ruido. o Cada cambio de señal puede representar mas d eun bit Los módems mas populares actualmente han sobrepasado las capacidades de los antiguos módems Bell y se basan en los estándares definidos por la ITU-T (las series V). La codificación trellis es una técnica que usa la redundancia para conseguir una tasa de errores baja. Un módem inteligente contiene software que permite realizar funciones adicionales a la modulación y desmodulación. Los módems a 56k son asimétricos, reciben datos a una velocidad de 56kbps y los envían a una velocidad de 33,6kbps. El cable coaxial usado para la televisión por cable puede proporcionar a los clientes un medio con gran ancho de banda (y por tanto gran tasa de datos) para la comunicación de datos. MATERIAL PRÁCTICO Preguntas con respuesta múltiple 33. En la transmisión ___, los bits se transmiten simultáneamente cada uno a través de su propio hilo. a. Serie asíncrona b. Serie sincronía c. Serie paralela d. a y b 34. En la transmisión ___ los bits se transmiten a través de un único hilo, uno cada vez a. Serie asíncrona b. Serie sincronía c. Serie paralela d. a y b 35. En la transmisión ___ se enmarca cada byte con un bit de inicio y un bit de terminación a. Serie asíncrona b. Serie sincronía c. Serie paralela d. a y b 36. En la transmisión asíncrona, el intervalo entre los bytes es ___ a. Fijo b. Variable c. Una función de la tasa de datos d. Cero 37. La transmisión sincrona no tiene ___ a. bit de inicio b. bit de parada c. intervalo entre bytes d. todo lo anterior 38. Un ___ es un dispositivo que es origen o destino para datos digitales binarios a. equipo Terminal de datos(DTE) b. equipo de Transmisión de datos c. codificador Terminal digital d. equipo de transmisión digital 39. Un___es un dispositivo que transmite o recibe datos en forma de señal analógica o digital a través de una red a. Equipo de conexión digital b. Equipo Terminal del circuito de datos c. Equipo de conversión de datos d. Equipo de comunicación digital 40. el EIA-232 define las características ___ de la interfase DTE-DCE a. mecánicas b. eléctricas c. funcionales d. todas las anteriores 41. El método de codificación especificado en el estándar EIA-232 es____ a. NRZ-I b. NRZ-L c. Manchester d. Manchester diferencial 42. El estándar EIA-232 especifica que cero debe ser___voltios a. mayor que -15 b. menos que -15 c. entre -3 y -15 d. entre 3 y 15 43. la interfaz EIA-232 tiene___patillas a. 20 b. 24 c. 25 d. 30 44. Las datos se envían por la patilla____de la interfaz EIA-232 a. 2 b. 3 c. 4 d. Todas las anteriores 45. La mayoría (13) de las patillas de la interfaz EIA-232 se usan para tareas de____ a. control b. temporizacion c. datos d. pruebas 46. En el estándar EIA-232¿Qué representa un valor de -12 voltios en una patilla de datos? a. 1 b. 0 c. Indefinido d. 1 o 0 dependiendo el esquema de codificación 47. Cuales de las patillas siguientes son necesarias previamente a la transmisión de datos a. Principio de envió(4),y listo para enviar(5) b. Detector de señal de recepción de línea(8) c. DTE listo(20)y DCE listo(6) d. Todos los anteriores 48. que patilla es necesaria para probar el bucle local a. el bucle local(18) b. bucle remoto y detector de calidad de señal(21) c. modo de prueba(25) d. a y c 49. Que patilla es necesaria para probar un bucle remoto a. El bucle remoto y detector de calidad de señal(21) b. El bucle local(18) c. Modo de prueba(25) d. a y c 50. Que patillas no se usan actualmente a. 9 b. 10 c. 11 d. Todas las anteriores 51. Que patillas son usadas por el canal secundario a. 12 b. 13 c. 19 d. Todas las anteriores 52. El estándar ____especifica una longitud máxima de cable de 50 pies a. EIA-449 b. EIA-232 c. RS-423 d. RS-422 53. De acuerdo al estandar EIA-449 es posible usar una longitud de cable entre los 40 pies y los____ a. 50 b. 500 c. 4000 d. 5000 54. La tasa de datos máxima para el RS-422 es ____ veces que la tasa de datos maxima del RS-423 a. 0.1 b. 10 c. 100 d. 500 55. En el circuito RS-422, si el ruido cambia de un voltaje de 10V a 12V, su complemento debería tener un valor de ____ V. a. -2 b. -8 c. -10 d. -12 56. Si un ruido de 0,5 V corrompe un bit de un circuito RS-422, se añadiran ____voltios al bit complementario. a. -1.0 b. -0.5 c. 0.5 d. 1.0 57. El X.21elimina muchas de las platillas de____ que se encuentran en los estandares EIA. a. datos b. temporizacion c. control d. tierra 58. El X.21usa un conector a. DB-15 b. DB-25 c. DB-37 d. DB-9 59. la información de control (distinta del saludo) se envía casi siempre en el estándar x.21 a través de las patillas a. datos b. temporizacion c. control d. tierra 60. Un MODEM nulo conecta la patilla de transmisión de datos(2)de un DTE a la ____ a. Patilla de recepción de datos(3) del mismo DTE b. Patilla de recepción de datos(3)de otro DTE c. Patilla de transmisión de datos(2)de otro DTE d. Una señal de tierra de otro DTE 61. Si hay dos DTE cercanos y compatibles que se pueden transmitir datos que no necesitan ser modulados, una buena interfaz a usar seria____ a. Un MODEM nulo b. Un cable EIA 232 c. Un conector DB-45 d. Un transceptor 62. Dada una línea de transmisión en la que H es la frecuencia mas alta y L la frecuencia mas baja el ancho de banda de la línea es_____ a. H b. L c. H-L d. L-H 63. En una línea telefónica, el ancho de banda de la voz es habitualmente______el ancho de banda que se usa para datos a. Equivalente a b. Menor que c. Mayor que d. Dos veces 64. Para una tasa de bits dada, el ancho de banda mínimo para ASK es_____ el ancho de banda mínimo para FSK 65. 66. 67. 68. 69. 70. 71. 72. 73. 74. 75. a. Equivalente a b. Menor que c. Mayor que d. Dos veces A medida que se incrementa la tasa de bits de una señal FSK, el ancho de banda ___ a. Se decrementa b. Incrementa c. Sigue siendo el mismo d. Se dobla En FSK, a medida que se incrementa la frecuencia de las dos portadoras , el ancho de banda se _____ a. Se decrementa b. Se incrementa c. Es el mismo d. Se divide por la mitas Cual de las siguientes técnicas de modulación se usa en los módems a. 16-QAM b. FSK c. 8-PSK d. Todas las anteriores La modulación 2_PSK necesita habitualmente _____ el FSK para conseguir la misma tasa de datos a. Mas ancho de banda que b. Menos ancho de banda que c. El mismo ancho de banda que d. Una orden de magnitud Cual de los módems siguientes usa modulación FSK a. Bell 103 b. Bell 201 c. Bell 212 d. Todas las anteriores Que MODEM estándar ITU-T usa la codificación de trellis a. V32 b. V33 c. V34 d. A y b En la codificación Trellis el numero de bits de datos es ___ el numero de transmitidos a. Iguala a b. Menor q c. Mas q d. Doble q Para el estándar v22bis, usando su velocidad mas baja, si se esta actualmente en el tercer cuadrante y el siguiente dibit es 11, hay un cambio de fase de ___ grados. a. 0 b. 90 c. 180 d. 270 Cual es el propósito de la codificaron trellis a. Estrechar el ancho de banda b. Simplificar la modulación c. Incrementar la tasa de datos d. Reducir la tasa de error En la modulación ___ los cambios de fase son función del patrón de bit actual y de fase de los patrones de bits anteriores a. FSK b. PSK c. DPSK d. ASK ¿Para que tipo de señal la tasa de bits es siempre igual a la tasa de baudios? a. FSK 76. 77. 78. 79. 80. 81. b. QAM c. 4-PSK d. Todos los anteriores Un modulador convierte un señal ___ a una señal ___ a. Digital, analógica b. Analógica, digital c. PSK, FSK d. FSK, PSK La implementación DB-9 del estándar EIA-232 se usa en una conexión ___ a. Asíncrona sencilla b. Sincronía sencilla c. Simplex d. Ninguna de las anteriores El estándar ___ usa el protocolo LAPM a. V32 b. V32bis c. V34 d. V42 El estándar ___ usa el método de compresión Lempel-Ziv-Welch a. V32 b. V32bis c. V34 d. V42 Un MODEM de 56k puede recibir datos en una tasa de ___ kbps y emitir datos con una tasa de ___ kbps. a. 33.6, 33.6 b. 33.6, 56.6 c. 56.6, 33.6 d. 56.6, 56.6 Los usuarios conectados a Internet a través de un proveedor de televisión por cable pueden tener una tasa de datos mayor debido a ___ a. La modulación en la estación de comunicación b. La modulación en el proveedor de servicios c. La modulación AMI d. Alto ancho de banda del cable coaxial Capitulo 7– Medios de transmisión de datos RESUMEN La transmisión digital se puede efectuar en modo serie o paralelo MATERIAL PRÁCTICO Preguntas con respuesta múltiple 32. Los medios de comunicación se clasifican habitualmente como ___ a. Fijos no fijos b. Guiados no guiados c. Determinados o indeterminados d. Metálicos o no metálicos 33. Un cable ___ esta formado por un núcleo interno de cobre y una segunda cubierta exterior conductora. a. Par trenzado b. Coaxial c. Fibra óptica d. Par trenzado blindado 34. En la fibra óptica el origen de la señal son ondas de___ a. luz b. radio c. infrarrojos d. frecuencia muy baja 35. En el extremo mas bajo del espectro electromagnético están las ___ a. ondas de radio b. potencia y voz c. luz ultravioleta d. luz infrarroja 36. ___ son ondas electromagnéticas de alta frecuencia que se usan para comunicaciones de datos. a. Ondas de luz visible b. Rayos cósmicos. c. Ondas de radio d. Rayos gama 37. Las señales de humo son un ejemplo de comunicación a través de ___ a. un medio guiado b. un medio sin guiar c. un medio refractivo d. un medio pequeño o grande 38. ¿Cuál de los siguientes usa principalmente un medio guiado? a. Sistema de telefonía celular b. Sistema telefónico local c. Comunicación vía satélite d. Emisiones de radio 39. ¿Cuál de los siguientes no es un medio guiado? a. Cable par trenzado b. Cable coaxial c. Cable de fibra óptica d. Atmósfera 40. En un entorno en el cual hay muchos dispositivos de alto voltaje, el mejor medio de transmisión seria ___ a. Cable de par trenzado b. Cable coaxial c. Fibra óptica d. La atmósfera 41. ¿Cuál es el factor principal que hace que el cable coaxial sea menos susceptible al ruido que el cable de par trenzado? 42. 43. 44. 45. a. Conductor interno b. Diámetro del cable c. Conductor externo d. Material aislante El numero RG nos da información acerca de ___ a. pares trenzados b. cables coaxiales c. fibra óptica d. todos los anteriores En un fibra óptica el núcleo interno es ___ la cubierta a. mas denso que b. menos denso que c. de la misma densidad que d. otro nombre El núcleo interno de una fibra óptica esta compuesto por ___ a. Vidrio plástico b. Cobre c. Bimetalito d. Liquido Cuando se están haciendo conexiones en la fibra óptica ¿Cuál de las siguientes cosas contribuiría a la distorsión de la señal? a. Núcleos internos o fibras de conexión desalineadas angular o lateralmente. b. Un intervalo entre las conexiones de los núcleos internos. c. Rugosidades en las caras de las fibras en conexión d. Todo lo anterior.