Práctica #2 - Facultad de Ciencias-UCV

Universidad Central de Venezuela
Facultad de Ciencias
Escuela de Computación
Comunicación de Datos 6003
Práctica #2
1) En base a la siguiente tabla de equivalencias reescriba lo siguiente:
Unidad
Segundos (s)
Milisegundos(ms)
Microsegundos ( Us)
Nanosegundos(ns)
PicoSegundo (ps)
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
Eq
1s
10 -3 s
10 -6 s
10 -9 s
10 -12 s
Unidad
Hertz
KiloHertz
MegaHertz
GigaHertz
TeraHertz
Eq
1 Hz
10 3 Hz
10 6 Hz
10 9 Hz
10 12 Hz
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 g(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
seg.?
6) Si tenemos que enviar 10 Mbps, ¿cuál es el ancho de banda requerido de un canal
paso bajo usando transmisión de banda base si se usa un armónico, tres
armónicos, cinco armónicos y nueve armónicos? Ahora supongamos que
tenemos que enviar 100 Mbps, ¿cuál es el ancho de banda necesario para los
casos anteriores? Completa la tabla.
Tasa de bit
Armónico 1
Ancho de banda requerido
Armónicos 1,3
Armónicos
1,3,5
Armónicos
1,3,5,9
10 Mbps
100 Mbps
7) Si un canal de voz, está comprendido entre 300 Hz y 3800 Hz, ¿cuál es el ancho de
banda de dicho canal?
8) ¿En cuántos segundos completa un ciclo una señal periódica que tiene una frecuencia
de 9 KHz.?
9) En la siguiente figura, ¿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
10) 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.
11) 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.
12) Los canales de TV tienen un ancho de banda de 6 MHz. ¿Cuántos bps se pueden
enviar, si se utilizan señales digitales de 4 niveles?. Suponga un canal sin ruido. **
13) 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? **
14) Suponga un canal con una capacidad proyectada 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?.
15) 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
publicitarias. La pantalla, para mantener una buena resolución y movimiento,
muestra 300.000 cuadros (imágenes distintas) por minuto con 8 x 106 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.
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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 SNRdb para que la capacidad máxima del canal
no se vea afectado?
16) En un canal telefónico con 4 KHz de ancho de banda y una relación señal a ruido de
30dB se desea realizar la transmisión por fax de una página con 2.2 x 106 elementos de
imagen, cada uno de los cuales puede tener hasta 8 niveles de brillantez. Si no se usan
códigos de compresión. ¿Cuál es el tiempo mínimo necesario para transmitir una
página?
17) ¿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?
18) Suponga que se usan 4 niveles de voltaje para representar una señal y transmitir datos
usando un ancho de banda de 16.000 Hz. ¿Cuál es la capacidad máxima posible del
canal, si no se consideran errores de transmisión?
19) 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?
20) Se ha diseñado un sistema de comunicaciones que emplea un ancho de banda de
1MHz y en el cual se consigue una SNR de 24 dB. Se pretende que el sistema diseñado
alcance los 4 Mbps. ¿Es viable el proyecto?
21) 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?
22) 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?
23) 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: ya que dB y
dBm son medidas relativas, pueden sumarse o restarse cuando estamos
midiendo en varios puntos.
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24) Una señal con una potencia de 40mW se transmite. Pasa 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?
25) 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?
26) Se tiene una señal P1 que viaja a través de un medio de transmisión y su potencia se
ve reducida a la mitad. Esto significa que la potencia de la señal recibida es P2 = 1/2
P1. En este caso, estamos en presencia de la atenuación (pérdida de potencia de la
señal), entonces calcule la pérdida en dB.
27) Clasificar los siguientes sistemas de acuerdo con el tipo de flujo de datos
(simplex, half-duplex, full-duplex), que mejor se adapte a la aplicación que cada
uno de ellos admite (tarea):
a)
b)
c)
a)
GPS
Baby monitor
Comunicación vía infrarrojos
Comunicación entre dos computadores potátiles
GDCD