Este documento contiene 20 problemas de comunicación de datos resueltos por un estudiante. Los problemas cubren temas como tasas de señal, codificación de línea, muestreo, cuantificación y codificación de caracteres. El estudiante calcula valores como ancho de banda, energía de la señal y tasa de bits para diferentes esquemas de codificación y flujos de datos.

1. DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA
ELECTRÓNICA Y
TELECOMUNICACIONES
INGENIERÍA EN
TELECOMUNICACIONES
COMUNICACIÓN DE DATOS
TAREA 2.1
Docente: Ing.Alejandro Castro
Estudiante: Evelin Hidalgo
NRC: 9927

2. 4.5.3 Problemas
P4-1. Calcule el valor de la tasa de señal para cada caso de la figura 4.2 si la tasa de datos es de 1 Mbps
y c = 1/2.
𝑈𝑠𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑠 = 𝑐 ∗ 𝑁 ∗
1
𝑟
𝑦 𝑐𝑜𝑛 𝑐 =
1
2
𝑎. 𝑟 = 1 −→ 𝑠 =
1
2
∗ 1[𝑀𝑏𝑝𝑠] ∗
1
1
= 500 [𝑘𝑏𝑎𝑢𝑑]
𝑏. 𝑟 =
1
2
−→ 𝑠 =
1
2
∗ 1[𝑀𝑏𝑝𝑠] ∗
1
1/2
= 1 [𝑀𝑏𝑎𝑢𝑑]
𝑐. 𝑟 = 2 −→ 𝑠 =
1
2
∗ 1[𝑀𝑏𝑝𝑠] ∗
1
2
= 250 [𝐾𝑏𝑎𝑢𝑑]
𝑑. 𝑟 =
4
3
−→ 𝑠 =
1
2
∗ 1[𝑀𝑏𝑝𝑠] ∗
1
4/3
= 375 [𝐾𝑏𝑎𝑢𝑑]
P4-2. En una transmisión digital, el reloj del emisor es un 0,2 por ciento más rápido que el reloj del
receptor. ¿Cuántos bits extra por segundo envía el emisor si la velocidad de datos es de 1 Mbps?
𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑏𝑖𝑡𝑠 =
0.2
100
∗ 1[𝑀𝑏𝑝𝑠] = 2000 [𝑏𝑖𝑡𝑠]
P4-3. Dibuja el gráfico del esquema NRZ-L utilizando cada uno de los siguientes flujos de datos de
datos, suponiendo que el último nivel de señal ha sido positivo. A partir de los gráficos adivina el ancho
de banda de este esquema utilizando el número medio de cambios en el nivel de la señal. Compara tu
estimación con la entrada correspondiente de la Tabla 4.1.
El ancho de banda es proporcional a (3/8)N, que está dentro del rango de la Tabla 4.1 (B = 0 a N) para el
esquema NRZ-L
Número medio de cambios = (0 + 0 + 8 + 4) / 4 = 3 para N = 8
B → (3 / 8) N
a. 00000000

3. b. 11111111
c. 01010101
d. 00110011
P4-4. Repita el problema P4-3 para el esquema NRZ-I.
El ancho de banda es proporcional a (4,25/8)N, que está dentro del rango en la Tabla 4.1 (B = 0 a N) para el
esquema NRZ-I.
Número medio de cambios = (0 + 9 + 4 + 4) / 4 = 4,25 para N = 8
B → (4,25 / 8) N

4. P4-5. Repita el problema P4-3 para el esquema Manchester.
El ancho de banda es proporcional a (12,5 / 8) N, que está dentro del rango en la Tabla 4.1 (B = N a B = 2N)
para el esquema Manchester.
Número medio de cambios = (15 + 15+ 8 + 12) / 4 = 12,5 para N = 8
B → (12,5 / 8) N

5. P4-6. Repetir el problema P4-3 para el esquema Manchester diferencial.
B es proporcional a (12/8) N, que está dentro del rango de la Tabla 4.1 (B = N a 2N) para el esquema
Manchester diferencial.
Número medio de cambios = (16 + 8 + 12 + 12) / 4 = 12 para N = 8
B → (12 / 8) N

6. P4-7. Repetir el problema P4-3 para el esquema 2B1Q, pero utilizando los siguientes datos.
B es proporcional a (5,25 / 16) N que está dentro del rango de la Tabla 4.1 (B = 0 a N/2) para 2B/1Q
Número medio de cambios = (0 + 7 + 7 + 7) / 4 = 5,25 para N = 16
B → (5,25 / 8) N
a. 0000000000000000 b.1111111111111111 c.0101010101010101 d.0011001100110011

7. P4-8. Repita el problema P4-3 para el esquema MLT-3, pero utilice los siguientes flujos de datos flujos.
B es proporcional a (5,25/8) × N, que está dentro del rango de la Tabla 4.1 (B = 0 a N/2) para el MLT-3.
Número medio de cambios = (0 + 7 + 4 + 3) / 4 = 4,5 para N = 8
B → (4,5 / 8) N

8. a. 00000000 b. 11111111 c. 01010101 d. 00011000
P4-9. Encuentre el flujo de datos de 8 bits para cada caso representado en la Figura 4.36.
a. NRZ-I: 10011001.
b. Diferencial Manchester: 11000100.
c. AMI: 01110001.
P4-10. Una señal NRZ-I tiene una velocidad de datos de 100 Kbps. Utilizando la Figura 4.6, calcule el
valor de la energía normalizada (P) para las frecuencias de 0 Hz, 50 KHz y 100 KHz.
a. f /N = 0/100 = 0 → P = 1.0
b. f /N = 50/100 = 1/2 → P = 0.5
c. f /N = 100/100 = 1 → P = 0.0
P4-11. Una señal Manchester tiene una velocidad de datos de 100 Kbps. Utilizando la figura 4.8,
calcule el valor de la energía normalizada (P) para las frecuencias de 0 Hz, 50 KHz, 100 KHz.
a. f /N = 0/100 = 0 → P = 0.0
b. f /N = 50/100 = 1/2 → P = 0.3
c. f /N = 100/100 = 1 → P = 0.4

9. P4-12. El flujo de entrada a un codificador de bloques 4B/5B es
0100 0000 0000 0000 0000 0001
Conteste las siguientes preguntas:
a. ¿Cuál es el flujo de salida?
El flujo de salida es 01010 11110 11110 11110 01001.
b. ¿Cuál es la longitud de la secuencia consecutiva más larga de 0s en la entrada?
La longitud máxima de 0s consecutivos en el flujo de entrada es 21.
c. ¿Cuál es la longitud de la secuencia consecutiva más larga de 0s en la salida?
La longitud máxima de 0s consecutivos en el flujo de salida es 2
P4-13. ¿Cuántas secuencias de código inválidas (no utilizadas) podemos tener en la codificación 5B/6B?
¿Cuántas en la codificación 3B/4B?
En 5B/6B, tenemos 25 = 32 secuencias de datos y 26 = 64 secuencias de código. El número de secuencias de
código no utilizadas es 64 - 32 = 32.
En 3B/4B, tenemos 23 = 8 secuencias de datos y 24 = 16 secuencias de código. El número de secuencias de
código no utilizadas es 16 - 8 = 8
P4-14. ¿Cuál es el resultado de codificar la secuencia 11100000000000 utilizando cada una de las
siguientes técnicas de codificación? Supongamos que el último nivel de señal no nulo ha sido positiva.
a. B8ZS
b. HDB3 (El número de impulsos no nulos es impar después de la última sustitución).

10. P4-15. ¿Cuál es la tasa de muestreo de Nyquist para cada una de las siguientes señales?
a. ¿Una señal de paso bajo con un ancho de banda de 200 KHz?
En una señal de paso bajo, la frecuencia mínima es 0. Por lo tanto, tenemos
fmax = 0 + 200 = 200 KHz → fs = 2 × 200.000 = 400.000 muestras/s
b. ¿Una señal pasa banda con un ancho de banda de 200 KHz si la frecuencia más baja es 100 KHz?
En una señal de paso de banda, la frecuencia máxima es igual a la frecuencia mínima más el ancho de
banda. Por lo tanto, tenemos
fmax = 100 + 200 = 300 KHz. → fs = 2 × 300.000 = 600.000 muestras /s
P4-16. Hemos muestreado una señal de paso bajo con un ancho de banda de 200 KHz utilizando 1024
niveles de cuantificación.
a.Calcule la tasa de bits de la señal digitalizada.
En una señal de paso bajo, la frecuencia mínima es 0. Por lo tanto, podemos decir
fmax = 0 + 200 = 200 KHz → fs = 2 × 200.000 = 400.000 muestras/s
El número de bits por muestra y la tasa de bits son :
nb = log21024 = 10 bits/muestra
N = 400 KHz × 10 = 4 Mbps
b.Calcule la SNRdB de esta señal.
El valor de nb = 10. Podemos calcular fácilmente el valor de SNRdB
SNRdB = 6,02 × nb + 1,76
SNRdB = 6,02 × 10 + 1,76 = 61,96
c. Calcule el ancho de banda PCM de esta señal.
El valor de nb = 10. El ancho de banda mínimo se puede calcular como:
BPCM = nb × Banalog = 10 × 200 KHz = 2 MHz
P4-17. ¿Cuál es la máxima velocidad de datos de un canal con un ancho de banda de 200 KHz si
utilizamos cuatro niveles de señalización digital.
Nmax = 2 × B × nb = 2 × 200 KHz × log24 = 800 kbps
P4-18. Una señal analógica tiene un ancho de banda de 20 KHz. Si muestreamos esta señal y enviamos
por un canal de 30 Kbps, ¿cuál es la SNRdB?

11. En primer lugar, podemos calcular la frecuencia de muestreo (fs) y el número de bits por muestra (nb)
fmax = 0 + 4 = 4 KHz → fs = 2 × 4 = 8000 muestras/s
A continuación, calculamos el número de bits por muestra.
→ nb = 30000 / 8000 = 3.75
Tenemos que utilizar el siguiente número entero nb = 4. El valor de SNRdB es
SNRdB = 6,02 × nb + 1,72 = 25,8
P4-19. Tenemos un canal de banda base con un ancho de banda de 1 MHz. ¿Cuál es la tasa de datos
para este canal si utilizamos cada uno de los siguientes esquemas de codificación de línea?
a. NRZ → N = 2 × B = 2 × 1 MHz = 2 Mbps
b. Manchester → N = 1 × B = 1 × 1 MHz = 1 Mbps
c. MLT-3 → N = 3 × B = 3 × 1 MHz = 3 Mbps
d. 2B1Q → N = 4 × B = 4 × 1 MHz = 4 Mbps
P4-20. Queremos transmitir 1000 caracteres con cada carácter codificado en 8 bits.
a. Encuentre el número de bits transmitidos para la transmisión sincrónica.
Para la transmisión sincrónica, tenemos 1000 × 8 = 8000 bits.
b. Encuentre el número de bits transmitidos para la transmisión asíncrona.
Para la transmisión asíncrona, tenemos 1000 × 10 = 10000 bits ya que se supone un solo bit de parada
y un bit de inicio. Algunos sistemas envían más bits de inicio.
c. Encuentre el porcentaje de redundancia en cada caso.
Para el caso a, la redundancia es del 0%. Para el caso b, enviamos 2000 extra para 8000 bits necesarios.
La redundancia es del 25%.