Practica 2 - Facultad de Ciencias-UCV

UNIVERSIDAD CENTRAL DE
VENEZUELA
FACULTAD DE CIENCIAS
ESCUELA DE COMPUTACION
COMUNICACIÓN DE DATOS
PRACTICA II: TRANSMISIÓN DE DATOS Y CAPACIDAD DEL CANAL
1) En base a la Tabla 1 reescriba lo siguiente:
Unidad
Segundos (s)
Milisegundos(ms)
Microsegundos ( Us)
Nanosegundos(ns)
PicoSegundo (ps)
Eq
1s
-3
10 s
-6
10 s
-9
10 s
-12
10 s
Unidad
Hertz
KiloHertz
MegaHertz
GigaHertz
TeraHertz
Eq
1 Hz
3
10 Hz
6
10 Hz
9
10 Hz
12
10 Hz
Tabla 1. Equivalencias para el Ejercicio #1
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
504 GHz en KHz
6.542 KHz en MHz
20.000 Hz en KHz
3.458.614 Hz en MHz
0,0008 segundos en milisegundos
0,000324 segundos en picosegundos
0,01893 milisegundos en microsegundos
0,0152 segundos en nanosegundos
2) ¿Cuál es la frecuencia de una señal que no cambia en absoluto? ¿Cuál es la frecuencia
de una señal que cambia instantáneamente? Explique
3) ¿Cuál es el resultado de sumar la señal f(t) = sen (t + π) y f(t) = sen (t)?
4) Una señal periódica compuesta contiene las frecuencias de 20 a 100 KHz, cada una
con una amplitud de 5 V. Dibuje el espectro de frecuencias. ¿Cuál es el ancho de banda
de la señal?
5) ¿Cuál es la frecuencia de una señal periódica que completa un ciclo en 0,001
segundos?
6) Si un canal de voz está comprendido entre 300 Hz y 3800 Hz, ¿cuál es su ancho de
banda?
7) ¿En cuántos segundos completa un ciclo una señal periódica que tiene una frecuencia
de 9 KHz?
8) En la Figura 1, ¿cuál es la tasa de bits de cada señal?
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11
01
10
00
11
11
00
10
levels
1
2
1 sec
3
4
levels
111
011
110
000
111
111
000
000
1
2
3
4
1 sec
5
6
7
8
Figura 1: Señal - Ejercicio #9
9) Suponga que una imagen de TV digitalizada se va a transmitir desde una fuente que
usa una matriz de 480 x 500 píxeles, donde cada píxel puede tomar uno de 32 valores
de intensidad. Asuma que se envían 30 imágenes por segundo. Encuentre la velocidad
de transmisión en bps.
10) La UCV está implantando una nueva plataforma para realizar los trámites de ingreso a
nómina de los preparadores. Se piensa enviar los expedientes vía fax desde las
respectivas facultades al rectorado. Los expedientes están compuestos de una hoja de
8x10 pulgadas a una resolución de 150 dpi (puntos por pulgada), usando una escala de
grises de 14 tonalidades. Para la transmisión se usa un circuito telefónico estándar
(transmisión de voz), con una SNR de 30dB. Se desea determinar para esta nueva
plataforma el tiempo mínimo necesario para transmitir los expedientes de los
preparadores al rectorado, que éstos entren en nómina y finalmente procesar sus
pagos.
11) Si se desea transmitir una señal digital en una codificación con 16 símbolos por un
medio de transmisión exento de ruido con un ancho de banda de 3100Hertzios, ¿cuál
es la capacidad máxima del medio de transmisión en bits por segundo?
12) Se requiere que un sistema digital opere a 9600 bps. Si un elemento de señal codifica
una palabra de 4 bits, ¿Cuál es el ancho de banda mínimo del canal?
13) Suponga un canal con una capacidad de 20 Mbps. El ancho de banda del canal es de
3Mhz. ¿Cuál es el radio de señal a ruido requerido para obtener dicha capacidad?
14) Suponga que se desea realizar el diseño del esquema de comunicación entre una
pantalla de video digital y un centro de comunicaciones que le envía las imágenes
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publicitarias. La pantalla, para mantener una buena resolución y movimiento, muestra
6
300.000 cuadros (imágenes distintas) por minuto con 8 x 10 elementos de imagen y
cada elemento de imagen puede tomar una de las tonalidades presentes en una matriz
de tonalidad de 256 x 128. Asuma que las imágenes se transmiten utilizando señales
digitales de 16 niveles.
a) Calcule la capacidad mínima que debe poseer el canal para permitir la transmisión
de las imágenes desde el centro de comunicaciones.
b) Suponiendo un canal exento de ruido calcule el ancho de banda.
c) ¿Cuántos decibeles debe tener la SNRbd para que la capacidad máxima del canal no
se vea afectado?
15) Un estudiante ladino intentó robar las preguntas de un examen antes de su realización.
El estudiante notó que el profesor había dejado la copia del examen en el cuarto de
copiado, pero como no había papel, debía regresar a su oficina a buscarlo. Mientras el
profesor buscaba el papel, dejó la cerradura del cuarto de copiado abierta, y las
preguntas del examen desatendidas. El estudiante sabía que el profesor tardaría 5
minutos en regresar, por lo que debía actuar rápidamente. Decidió escanear el examen
y enviarlo por correo a todos sus compañeros. El examen constaba de dos páginas,
cada una de 8x12 pulgadas; el escáner tenía una resolución de 300x300 dpi (puntos por
pulgada) y usaba 256 colores. La red de datos estaba afectada por un ruido de 40dB
por un problema con el cableado, afectando las condiciones de transmisión que incluían
un ancho de banda de 10 KHz. Asumiendo que el proceso de escaneado fue
instantáneo, determine si el estudiante logró salirse con la suya sin que el profesor lo
descubriera. Justifique su respuesta.
16) ¿Qué relación señal ruido se necesita para permitir una capacidad (teórica) de un canal
de 30,000 bps con un ancho de banda de 30 KHz?
17) Suponga que el espectro del canal está entre 3 MHz y 4 MHz y la SNR es de 24dB.
¿Cuál es la capacidad del canal usando Shannon? Basado en Nyquist, ¿cuántos
niveles de voltaje se requieren para alcanzar la capacidad calculada según Shannon?
18) Una señal analógica transporta 4 bits en cada señal elemental. Si se envían 1000
elementos de señal por segundo, calcule la tasa de baudios y la tasa de bits. Ahora,
para la nueva tasa de bits calculada ¿cuál será la tasa de baudios si cada elemento de
señal transporta 8 bits?
19) Un estudiante de Comunicación de Datos tiene en su pen drive un archivo de 64 MB, si
este desea enviar el archivo exactamente en 4seg a través de un sistema de
comunicación S, codificando cada elemento de señal con 3 bits, ¿cuál debería ser el
ancho de banda teórico del sistema para que pueda llevarse a cabo esta operación?
20) Una señal con una potencia de 200mW se transmite por un puente (bridge). Pasa a
través de varios conectores y cables (como se muestra en la figura). Si las pérdidas en
los puntos A, B, C son de 6dB cada uno y la ganancia de la antena es de 19 dB, ¿cuál
es la potencia de la señal en el punto D? Sugerencia: dB y dBm son medidas relativas,
pueden sumarse o restarse cuando se miden en varios puntos.
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21) Una señal con una potencia de 40mW se transmite a través de un cable coaxial. Si la
pérdida en el cable en decibeles es de 6 dB, ¿cuál es la potencia de la señal resultante?
22) Una señal viaja del punto A al punto B. En el punto A la potencia de la señal es de 100
watios, y en el punto B la potencia de la señal es de 90 watios. ¿Cuál es la atenuación
en dB?
23) Clasificar los siguientes sistemas de acuerdo con el tipo de flujo de datos (simplex, halfduplex, full-duplex), que mejor se adapte a la aplicación que cada uno de ellos admite:
a. GPS
b. Baby Monitor
c. La comunicación por infrarrojos entre dos dispositivos mediante IRDA
d. La comunicación entre dos computadores portátiles conectados por un router
inalámbrico
24) Suponga un enlace punto-a-punto de 100 Mbps entre la tierra y una nueva colonia
lunar. La distancia de la luna a la Tierra es aproximadamente de 385 000 km, y la data
viaja sobre el enlace a un velocidad de 3×108 m/s.
a. Calcule el mínimo retardo entre la estación terrestre y la estación lunar y
entre la estación lunar y la estación terrestre.
b. Usando el retardo total (retardo de ida y vuelta) calculado anteriormente
como retardo, calcule el producto retardo x ancho de banda del enlace.
c. Cuál es el significado del producto retardo x ancho de banda calculado
anteriormente?
GDCD