Ejercicios Comunicación digital / Computadores Parte Comunicación Digital

Ejercicios Comunicación digital / Computadores
Parte Comunicación Digital
Problema
Se utilizará como medio de transferencia de datos, una red que considera un ancho de banda de 3200
Hz (Red pública telefónica=PSTN). Para la conexión se dispone de un equipo DCE (equipo de
comunicación) que codifica la información en formato binario, donde cada bit representa un valor de la
señal (2 niveles).
Calcule la tasa de transferencia de bits/seg, C, asumiendo un canal libre de ruido.
Respuesta:
C = 2·B·log2n = 2·3200·log22 = 6400 [bps]
o de frec=R/2)
Problema 2.
Si la línea de trasmisión de la red del problema 1 está afecta a ruido de modo que prevalece una relación
señal-a-ruido de 12 dB, calcule la tasa de bits asociada que se puede obtener.
Respuesta:
Se debe expresar en veces la relación de dB 12 = 10·log(s/n)  s/n = 15.84 veces
C = B·log2(1+ s/n) = 3200·log2(1 + 15.84) = 3200·(log10(16.84)/ log10(2)) = 13039 [bps].
Problema
Trace la señal de salida en codificación Manchester, para una norma RS232 de ±15 [Volt]. Solo debe
dibujar los bits de datos, NO debe incluir START, STOP o PARIDAD, por lo cual el gráfico resultante debe
mostrar los 8 bits de datos indicado en la figura dada:
Data
Clock
Logica
RZ
Auxiliar
+15
RESPUESTA
Manchester
RS232
-15
Problema
0
1
1
1
0
1
0
1
Un sistema particular de TV-Color requiere de 500 mil [pixel] para una buena resolución. Diez diferentes
niveles de brillo son especificados para un contraste apropiado. Treinta cuadros por segundo son
transmitidos. En adición a los requerimientos mencionados anteriormente, se debe proveer de una
paleta de 30 diferentes colores.
a) Calcule la capacidad en [bit/seg] que se requeriría para transmitir una señal de imagen, en este
escenario teórico. Se asuma que todos los pixeles varían independientemente, con igual
probabilidad de ocurrencia.
b) Calcule el ancho de banda analógico necesario para transferir la señal del punto (a)
R) se debe obtener τ, es decir, el tiempo de duración de un "símbolo". En este caso el símbolo es el pixel.
La trama completa debe contener 30 [cuadro/seg] · 500 mil [pix] =15000·103 [pix/seg], por lo cual cada
pixel tiene una duración de:
τ = 1/ (15000·103) = 0.066 μseg
1
Con lo cual (a): C 
log2 (10·30)  123.43Mbps
0.066seg
Donde el número de niveles n está dado por los 10 diferentes nivels de brillo mas los 30 colores.
(b) Asumiendo que no hay otra información que incorporar a la trama:
El Bw mínimo transfiriendo en banda base, solo la fundamental es: Bw = R/2, por lo cual Bwmin =
123.43·106 /2 = 61.715 MHz, o sea Bw-->desde 0 a 62 MHz
Problema
En una empresa industrial se tiene un enlace de comunicación (entre varios otros) constituido por un
modem que conecta un puerto de un MainFrame con un computador terminal, vía cable a norma sobre
una distancia de 400 metros. Se debe hacer un “TUNING” para determinar la velocidad óptima de modo
de no tener “interferencia ínter símbolos”. Se realizan mediciones a través de la puerta X-Y del modem
con un patrón 555, obteniéndose los oscilogramas que se muestran a continuación. En base a esta
medición determine la velocidad a la cual hay que configurar el modem para no tener errores de
transmisión debido a la interferencia íntersímbolos.
(a)
(b)
(c)
(d)
En las figuras:
(a) 9600..14000 BAUD
(b) 14400..19200 BAUD
(c) 38400..57600 BAUD
(d) >19200..<38400 BAUD
Respuesta:
configurar la velocidad del modem a 19200 baudios
Problema
Un cable coaxial que presta servicio para la TV de cable tiene un ancho de 850 MHz. Suponiendo que el
ancho de banda necesario para la señal de video compuesta SVC (luminancia, crominancia,
sincronismo…), portadora de audio, etc., es de 6 MHz, calcule la cantidad de canales que puede contener
el cable usando FDM.
Respuesta:
Para FDM  850 / 6 = 141 canales para transportar señales de tipo análogo
Problema
Calcule cuantos canales en modo de banda ancha podrían contenerse en el cable del problema 4, si se
quisiera transmitir la señal en formato digital, tomando en cuenta las siguientes consideraciones:
- la señal SVC puede ser digitalizada usando PCM (lineal) con 256 niveles para la señal.
- no se realiza ningún `procesamiento digital a la señal de video, como por ejemplo algoritmos de
compresión.
- el espectro para una señal de video en Banda Base es de 4.5 MHz
- Dado que serán necesarios bits extras para transportar audio, sincronización, supervisión, etc., se
debe agregar (sumar) a la tasa de bits unos 8 Mbps adicionales.
Respuesta:
La digitalización de la señal de video con N = 256 niveles
Por tanto C = 2Blog2N = (2)(4.5M) log2256 = 72 Mbps
Así el Bw mínimo debe ser B = R/2, B = 80M / 2 = 40 Mhz
Por tanto, la cantidad de canales posibles en el cable para transportar señal con información digital es:
850M / 40M = 21 canales
RELACIONES PARA CALCULOS
INFORMACIÓN:
I
T

LOG 2 N bit 
CAPACIDAD DEL SISTEMA O MÁXIMA RAZON DE TRANSFERENCIA O TRANSMISIÓN DE INFORMACION:
C
I 1
 bit 
 LOG2 N  
T 
 sec 
PARA PULSO DE FORMA ARBITRARIA EL BW ES:
B
1
2
, ASI LA CAPACIDAD DEL SISTEMA EN FUNCION DEL ANCHO DE BANDA
ES(TEOREMA DE NYQUIST):
 bit 
C  2·B·LOG2 N  
 sec 
PARA UN CANAL CON RUIDO, LEY DE SHANNON-HARTLEY:
C  B·LOG2 (1 
S  bit 
)
N  sec 
DONDE
S
S
 10·LOG10 ( )dB 
N
N
POTENCIAS DE TRASMISIÓN Y DE RECEPCIÓN: PT[W]=POTENCIA DE LA SEÑAL TRANSMITIDA; PR[W] =POTENCIA DE LA SEÑAL
RECIBIDA
GANANCIA  10·LOG10
PR
dB
PT
TASA DE SEÑALIZACIÓN(BAUD) RS Y TASA DE BITS ‘R’:
RELACION PARA LOGARITMOS DE CUALQUIER BASE:
LOGa M 
LOGb M
LOGb a
Nota: ganancia puede ser Amplificación o Atenuación
R  RS ·LOG2 N
Parte Computadores
Problema
Se tiene configurado el puerto B como salida, el cual posee 8 LEDs con sus respectivas resistencias
limitadoras de corriente.
El puerto A es configurado como entrada y se ocupan los tres primeros bits (A2A1A0) para esta pregunta.
El resto de los bits del puerto están en cero lógico.
En las preguntas a continuación debe explicar el efecto sobre la salida B, producto de las condiciones
lógicas establecidas en el puerto A
/*
ConBreak.c */
#include "16F877A.H"
#fuses XT,PUT,NOWDT,NOPROTECT,NOBROWNOUT,NOLVP,NOCPD,NOWRT,NODEBUG
#use delay (clock = 4000000)
void main()
{
int salida;
salida=0;
while(!input(PIN_A2))
{
output_B(salida);
delay_ms(10);
salida++;
if (!input(PIN_A0)) continue;
if (!input(PIN_A1)) break;
delay_ms(100);
}
}
En cada pregunta el programa se ejecuta mediante RESET, lo que pone las mismas condiciones iniciales
para cada caso.
1.- Explique qué sucede al iniciar la ejecución del programa si se configura previamente los bits de entrada
en el puerto A como A2 X1 X0 (donde x es condición DON¨T CARE, o sea puede ser 1 o 0, no importa).
No enciende ningún LED, todos los pines del porta en cero. El ciclo while sale de inmediato
2.- Explique qué sucede al iniciar la ejecución del programa si se configura previamente los bits de entrada
en el puerto A como ¬A2 ¬A1 ¬A0.
Se ejecuta el lazo while. Se ejecuta el IF del CONTINUE por lo cual vuelve de inmediato al lazo
while y se ejecuta solo el delay de 10 mseg. Por tanto los LEDS de salida realizan una cuenta binaria
rápida.
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