Final teoría

Question 1

Dado un sistema PCM de 32 canales detallar la distribución de los canales de usuario, de señalización y de
sicronismo e indicar cuántos bits componen cada trama y cómo se llega a la velocidad de 2,048Mbps
correspondiente a E1.

Answer 1

E1:
Frecuencia Muestreo: 8000 Hz
Nro Bits (Datos) / Muestra: 8
Nro de Canales Telefónicos: 30
Nro de Canales Señalización y Sincronismo: 2
Velocidad Transferencia Canal: 2,048 Mbps
Duración Trama (TS): 125 us
Número de bits por trama: 256
Velocidad Muestreo: 8000 m/s
Velocidad Binaria por Canal: 64000 bps

1 Canal Telefónico | 8 bits | * 30 canales = 240 bits
1 Canal Serialización y Sincronismo | 8 bits | * 2 canales = 16 bits
240 bits + 16 bits → Trama de 256 bits

Velocidad Binaria = Velocidad de Muestreo * Muestra (Bit Datos)
VB = 8000 m/s * 8 bits/m
VB = 64.000 bps → 1 canal
VBT = 64.000 bps * 32→ VBT = 2,048 Mbps

Question 2

Cómo se denomina el fenómeno que afecta a la comunicación por fibra óptica multimodo que genera un retardo
en la transmisión de la señal, el cual produce una reducción o limitación del ancho de banda o distancia de
transmisión?
a. Atenuación.
b. Dispersión modal.
c. Índice gradual.
e. Distorsión cromática.
f. Ninguna de las anteriores.

Answer 2

b. Dispersión Modal.

Question 3

Para una determinada frecuencia de transmisión del ancho de enlace de fibra óptica depende de la distancia?

a. Sí
b. No

Answer 3

Sí

Question 4

6. 3. Indicar la frecuencia para la cual se produce mínima atenuación en la fibra óptica.
      a. 850 nm
      b. 1330 nm
      c. 1500 m
      d. 1550 nm
      e. Ninguna de las anteriores.

Answer 4

d. 1550 nm

Question 5

La luz es “guiada” a través del centro de la fibra, al que se denomina “núcleo”, cuál es la diferencia
fundamental entre el núcleo y el recubrimiento de la fibra óptica.
a. El núcleo es de sílice y el recubrimiento no lo es.
b. El índice de refracción del núcleo es mayor que el de recubrimiento.
c. El índice de refracción del núcleo es menor que el del recubrimiento.
e. El recubrimiento de la fibra óptica está para proteger el núcleo.
f. Ninguna de las anteriores.

Answer 5

b. El índice de refracción del núcleo es mayor que el del recubrimiento.

Question 6

Indicar cuáles son las tres ventajas de esta última codificación respecto de la primera (Las ventajas de Manchester sobre NRZ). La codificación polar RZ tienen las mismas ventajas que la Manchester?

Answer 6

Las ventajas de Manchester sobre NRZ son 2:

1) Manchester permite la autosincronización, ya que siempre realiza una transición a mitad del intervalo.
2) Elimina la componente continua de la señal, esta componente está presente en la señal NRZ.
3) Detección de errores en la trasmisión: Manchester puede detectar errores en la trasmisión si se descubre que existe una ausencia de transición a mitad del intervalo. (Esto puede ocurrir por ruido externo).

Desventajas de Manchester sobre NRZ:
Manchester requiere el doble de ancho de banda que NRZ.

La codificación Polar RZ tiene las mismas ventajas que Manchester.
Permite autosincronización, tiene transición a la mitad.
Elimina la componente continua?
Y tiene detección de errores.

Question 7

• Indicar que ventajas presenta la señal Manchester bifase en comparación con la polar NRZ.
• Graficar la señal con Manchester bifase diferencial e indicar qué ventajas presenta en
  comparación con el Manchester bifase.

Answer 7

• Resuelto antes?
• Manchester diferencial
  Es una codificación diferencial que usa la presencia o ausencia de transiciones al principio del intervalo para indicar un valor lógico. Esto aporta algunas ventajas sobre la Codificación Manchester:
  La presencia de la transición es importante pero no la polaridad. La codificaciones diferenciales funcionarán exactamente igual si la señal es invertida (cables intercambiados).

Question 8

Detallar las bandas componentes del espectro electromagnético, la longitud de onda de cada una, la designación
que las identifica y el uso más frecuente de cada una de ellas. Indicar las bandas en las cuales se desarrollan las
transmisiones de radiodifusión AM y las satelitales.

Answer 8

Tabla.

Question 9

Qué ventajas presenta la codificación Manchester para su operación en redes LAN Ethernet?

Answer 9

Permite

• Detectar la presencia de señal en la línea.
• Mantener el sincronismo.
• Disminuir la componente continua.

Question 10

Detallar los 5 niveles de multiplicación PDH.

Answer 10

Tabla: E1, E2, E3, E4, E5.

Question 11

Defina dispersión de la fibra óptica y su incidencia en el ancho de banda.

Answer 11

Dispersión: ensanchamiento del pulso a medida que se propaga por la fibra, lo que hace limitar el ancho de banda de la misma.
Existen Modal, Cromática y de Rayleigh.

Question 12

Se tiene un modem cuyo tipo de modulación es 8-PSK.
Indicar:
- ¿De la señal moduladora, portadora y modulada, cuáles son analógicas y cuáles digitales?
- Proponer una asignación de fases a secuencias de bits y realizar el diagrama de fases.
- ¿Qué relación existe entre la velocidad de modulación y la velocidad de transmisión?

Answer 12

Señal moduladora → digital.
Señal portadora → analógica.
Señal modulada → analógica.

Desfasaje = 360/8 = 45

Código Gray y Diagrafa de fases:
000 | 0 grados
…
VT = VM * log2(8) → VT = 3 VM

Question 13

Detallar las ventanas utilizadas en la transmisión de luz infrarroja a través de la fibra óptica y su relación con la
atenuación (graficar la curva representativa). Explicar el origen de la dispersión del pulso de luz y el efecto que
ocasiona a la velocidad de transmisión, ¿en qué tipo de fibras es mínimo y porque?

Answer 13

Pág 17
Dos imágenes
Es el ensanchamiento del pulso a medida que se propaga por la fibra, lo que hace limitar el ancho de banda de la misma, por lo que afecta a la velocidad de transmisión. En las fibras es monomodo es mínimo ya que el rayo de luz se propaga en forma paralela a la fibra, debido a que las dimensiones del núcleo son comparables a la longitud de onda de la luz logrando así una sola forma de propagación.

Question 14

Cuáles son los tres aspectos de la transmisión de señales en banda base que solucionan los códigos de línea.
Explique cada uno de ellos.

Answer 14

La utilización de códigos de líneas solucionan los siguientes problemas:

1. Elimina o disminuye la componente continua de la señal evitando distorsionar el tren de pulsos.
2. Transmite una señal de sincronismo desde el transmisor hacia el receptor en vez de agregar bits en los datos para mantener el sincronismo o agregar una línea adicional de datos para conectar ambos relojes de transmisor / receptor. Esto se realiza con la transición en la mitad del intervalo.
3. Permite detectar la presencia de señal en la línea.

Question 15

Explicación de entropía.

Answer 15

La entropía es la información promedio que entrega una fuente.
[E]=Shannon/símbolo o Neper/símbolo o Hartley/símbolo

Question 16

Manchester, Manchester Diferencial y Miller. Indicar sus

principales características.

Answer 16

Manchester emplea las fases positivas y negativas de los pulsos para representar
los bits, por lo que posibilita realizar por lo menos una transición por bit,
simplificando notablemente el problema de la recuperación de la señal del reloj.
Código no diferencial.
Manchester diferencial o bifase tiene la ventaja de que no es necesario identificar la
polaridad de la transmisión para cada intervalo significativo. Código diferencial.
Miller permite reducir considerablemente la distribución de las bajas frecuencias y
garantiza un número mínimo de transiciones de la señal en banda base como para

recuperar la señal del reloj. Por lo menos habrá una transición cada 2 intervalos
significativos. Código diferencial.
Respecto del código Manchester presenta la ventaja de concentrar la potencia de la
señal en un ancho de banda mucho menor, con lo cual disminuye el requerimiento
de ancho de banda en el canal de transmisión. Asimismo, la implementación del
codificador y decodificador del código Miller, conocido también como modulador por
retardo de fase, resulta más sencillo.

Question 17

¿Qué ventajas y desventajas presenta la transmisión digital en
comparación con la analógica?

Answer 17

Las ventajas de una transmisión digital frente a la analogica son las siguientes:
alcance infinito (debido a que con los repetidores regenerativos puede regenerarse
la señal original sin ruidos), menor costo, calidad de enlace ajustable, se puede
utilizar FO para la transmisión, es más simple y está representada por una función
de finitos valores.
Una de las desventajas que tiene se da al momento de transmitir señales
naturalemente analogicas como la voz, para hacerlo debe codificarse de forma
digital y una vez transmitida en el receptor se decodifica para volverla a hacer
analogica. Esta codificación/decodificación introduce errores en la transmisión.

Question 18

Modelo OSI / Interfaz digital

- Enuncie las capas del modelo de referencia en orden descendente.

Answer 18

Nivel 7 - Aplicación
Nivel 6 - Presentación
Nivel 5 - Sesión
Nivel 4 - Transporte
Nivel 3 - Red
Nivel 2 - Enlace
Nivel 1 - Física

Question 19

Modelo OSI / Interfaz digital.
- ¿En qué niveles del modelo OSI se ubica una interfaz digital, un módem y unmmultiplexor? Explicar las funciones de estas capas.

Answer 19

Un multiplexor y un módem se ubican en la capa 2 (enlace) del modelo OSI.
Esta capa establece controles de errores y flujos de datos, delimita
secuencias de bits asegurando transparencia y resuelve problemas de
daño/pérdidas/duplicidad de datos.
Una interfaz digital se ubica en la capa 1 (física) del modelo OSI. Esta capa
define las características mecánicas, eléctricas funcionales y de
procedimientos.

Question 20

Modelo OSI / Interfaz digital.
- Explique el significado en este contexto, de los acrónimos DCD, RTS/CTS y
DTR/DSR, dando un ejemplo de intercambio de señales en la interfaz.

Answer 20

DCD​ (Data Carrier Detect) comunica ETDs con ECDs.
RTS ​(Request To Send) y CTS ​(Clear To Send) son señales de sincronización que habilitan la transmisión.
DTR ​(Data Terminal Ready) se transmite desde ETDs a ECDs, para indicar
que el ETD se encuentra listo para iniciar una comunicación y para que el modem inicie un canal de comunicaciones.
DSR ​(Data Set Ready) se transmite desde ECDs a ETDs, para indicar que el ECD se encuentra listo para recibir y enviar datos.
Ejemplo de intercambio:
Tabla en otro pdf en pág 12.

Question 21

Control de errores

- ¿Qué es FEC? Explique su funcionamiento.

Answer 21

El Sistema de Corrección de Errores hacia Adelante o FEC se emplea en los
casos en los que hay más de una estación receptora y no se necesitan
réplicas por parte de estas últimas. Cada mensaje es enviado dos veces,
intercalando los caracteres en diferentes instantes, por lo que la estación
receptora tiene dos oportunidades de recibir correctamente cada carácter. De
esta forma el receptor es capaz detectar la presencia de un error y, utilizando
bits adicionales, la posición del bit erróneo.

Question 22

Control de errores.

- Explique tres métodos de paridad, indicando la debilidad de estos métodos.

Answer 22

Dada N secuencias de M bits, se define:
Paridad Vertical: Fila formada por los bits de paridad de las N columnas.
Paridad Longitudinal: Columna formada por los bits de paridad de las M filas.
Paridad Entrelazada: Añade dos bits adicionales a la secuencia de bits a
transmitir. El primer bit adicional proporciona el cálculo del bit de paridad de
las posiciones impares de la secuencia de bits, y el segundo bit adicional, el
bit de paridad de las posiciones pares.
Estos métodos pueden detectar sólo un número impar de errores de
transmisión. Es decir, sólo es útil si los errores no cambian un número par de
bits a la vez, ya que un número par de errores no afecta a la paridad final de
los datos.

Question 23

Control de errores.

- ¿Qué es el error de cuantificación y cómo se reduce su efecto?

Answer 23

Durante la etapa de cuantificación de digitalización de una señal analógica se
pueden producir errores al aproximar el valor de la muestra al nivel cuántico,
produciendo lo que se conoce como ruido de cuantificación o granular. Esto
puede mejorarse agregando más niveles cuanticos.

Question 24

Control de errores

- ¿Qué es ARQ, qué significa y qué variantes se usan?

Answer 24

El Sistema Automático de Retransmisión o ARQ es utilizado solamente entre dos estaciones para la transmisión de pequeños bloques de datos, esperando que la estación receptora envíe un nuevo requerimiento para la transmisión de un nuevo bloque de datos. Si el receptor detecta un error, se solicita la retransmisión del bloque anterior.
En Stop & Wait, se transmite un bloque de información, y se procede a la espera de una señal del receptor antes de transmitir un nuevo bloque. El receptor puede confirmar la recepción mediante dos señales: ACK y NAK.
En Sliding Windows, se transmiten N paquetes sin espera de confirmación. Esta cantidad de paquetes se denomina ventana. El tamaño de ventana puede ser fijo o variable según la necesidad.

Question 25

Códigos de línea

- Compare los códigos unipolar RZ y polar NRZ respecto de su ancho de banda, sincronismo y resistencia frente a errores.

Answer 25

Unipolar RZ posee mayor ancho de banda (por ser RZ), mayor tasa de error (por tener componente continua no nula) y alto sincronismo.
Polar NRZ posee poco ancho de banda, menor tasa de error (componente continua tiende a 0) y no posee transiciones entre bits consecutivos lo que puede provocar, si vienen muchos bits iguales, la pérdida del sincronismo.
Tabla en pág 13.

Question 26

Códigos de línea

- ¿Qué código se conoce como autosincronizante? Explique por qué.

Answer 26

Polar RZ es autosincronizante debido a que el reloj de recepción queda unívocamente sincronizada en el receptor por cada cadencia de los pulsos, positivos y negativos, que llegan desde el transmisor.

Question 27

Definir ancho de banda. Unidades de medida.

Answer 27

El ancho de banda de una señal se define como el intervalo de frecuencias donde se concentra la mayor energía de la misma. El ancho de banda de un canal se define como el intervalo de frecuencias donde la distorsión lineal y la atenuación se encuentran bajo límites determinados y constantes. EL ancho de banda se mide en Hz.

Question 28

Etapas de digitalización de una señal analógica.

Answer 28

1. Muestreo: deben tomarse muestras periódicas (el intervalo entre cada muestra debe ser constante) de la amplitud de la señal.
2. Cuantificación: transformar los valores de amplitud obtenidos en el muestreo a valores discretos (niveles) preestablecidos.
3. Codificación: consiste en convertir los valores obtenidos en la cuantificación en pulsos binarios

Question 29

Mencione los componentes del proceso en el esquema básico de modulación.

Answer 29

El esquema básico de modulación está formado por 4 componentes
● Señal portadora: es una onda eléctrica a la cual le será modificado alguno de
sus parámetros (amplitud, frecuencia) mediante la señal moduladora.
● Señal moduladora: es la señal que posee la información a transmitir.
● Señal modulada: es la señal resultante luego de aplicar la modulación
● Modulador/Demodulador: realiza la transformación de la señal portadora a la
señal modulada, mediante la aplicación de una señal moduladora. El demodulador realiza la traducción siguiendo el camino inverso.
(Gráfico pág 8)

Question 30

Para una comunicación satelital geoestacionaria se dispone de frecuencias 4 y 6 GHz. ¿Cuál usaría en el uplink y cuál en el downlink? ¿Porqué no se puede usar la misma frecuencia en ambos sentidos? Justifique brevemente sus respuestas.

Answer 30

Para uplink se debe utilizar siempre la mayor frecuencia, ya que la señal debe penetrar la ionosfera y a que es es mucho menos costoso amplificar la señal a transmitir en una estación terrestre que en un satélite. Por lo tanto, en este caso debe asignarse uplink 6 GHz y downlink 4 GHz. Usar en ambos sentidos la misma frecuencia provocaría interferencias.

Question 31

En la fibra óptica, ¿qué tipos conoce? Explíquelos brevemente. ¿Cuál provee más ancho de banda? Si el folleto técnico indica un ancho de banda de 500 MHz . km en una distancia de 10 km. ¿Cuál es el ancho de banda?

Answer 31

Hay dos tipos de FO, monomodo y multimodo.
● Multimodo: los haces de luz inyectados circulan en más de un camino (o modo), esto provoca que el ancho de banda (500Mhz) sea menor al ancho de banda que manejan las monomodo. Dentro de este tipo de FO están las FO con índice escalón en las cuales los haces de luz chocan directamente contra las paredes de la fibra (formando distintos ángulos) y las FO con índice gradual en las que los haces de luz chocan contra las paredes en forma de onda.
● Monomodo:el haz de luz que se inyecta recorre la FO de forma paralela a la misma. esto evita que se tengan pérdidas por dispersión modal y aumenta el ancho de banda de la misma (100Ghz)
Las FO multimodo tienen más pérdidas que las monomodo debido a que estas sufren de pérdidas por dispersión modal.
Ancho de banda resultante 500 MHz.km x10 km = 5GHz.

Question 32

¿Qué efecto causa la dispersión del pulso de luz en la fibra óptica monomodo y multimodo? ¿Porqué se origina la dispersión del pulso? Indicar la causa por la cual la fibra óptica monomodo tiene mayor ancho de banda que la multimodo.

Answer 32

La dispersión del pulso de luz origina pérdidas en la transmisión. Hay dos tipos de dispersión. La dispersión modal, que se da en la FO multimodo, se da por la diferencia en tiempo de propagación que hay en los haces de luz que se transmiten. Estas diferencias se dan ya que cada haz de luz no sigue el mismo camino al rebotar en las paredes de la FO. Por otro lado, existe la dispersión cromática que se produce cuando el emisor de los pulsos no genera estos de forma monocromática haciendo que cada rayo de luz viaje a una velocidad distinta. Ambas dispersiones producen que el ancho del pulso sea mayor, lo que provoca que el ancho de banda sea menor.

Question 33

Cómo se denominan las bandas del espectro electromagnético para los cuales la longitud de onda varía entre los máximos y mínimos siguientes. Además indicar qué modo de propagación de la onda electromagnética prevalece en cada una.

a. Banda1: 10cm a 1cm
b. Banda2: 100m a 10m
c. Banda3: 10m a 1m
d. Banda4: 1km a 100m

Answer 33

a. Banda1: 10cm a 1cm
Super Alta Frecuencia - SHF, Onda Directa.

b. Banda2: 100m a 10m
Alta Frecuencia - HF, Onda Ionosférica.

c. Banda3: 10m a 1m
Muy Alta Frecuencia - VHF, Onda Directa.

d. Banda4: 1km a 100m
Frecuencia Media - MF, Onda de Superficie/Onda Terrestre.

Question 34

Dado un tren de pulsos de ancho igual a “d” y período “T”. Hallar la expresión matemática del espectro de amplitud, suponiendo que la señal en el dominio del tiempo tiene simetría par. Graficar la señal en el dominio del tiempo, el espectro de amplitud y determinar cómo se calcula el ancho de banda necesario para transmitir dichos pulsos.

Answer 34

Demostración 1.

Question 35

Demostrar analíticamente que el límite al cual tiende la capacidad máxima de un canal real cuando el ancho de banda (Dt) tiende a infinito es un valor finito.

1. Hallar el valor finito al cual tiende la capacidad del canal.
2. Graficar la variación de la capacidad de canal en fucnión del ancho de banda del mismo.
3. En función de la fórmula hallada determinar qué parametro se debría variar para aumentar la capacidad del canal.

Answer 35

Demostración 2