Távközlő hálózatok vizsga, 2007. jan. 8.

Ez az oldal a korábbi SCH wiki-ről lett áthozva. Az eredeti változata itt érhető el.

Ha úgy érzed, hogy bármilyen formázási vagy tartalmi probléma van vele, akkor kérlek javíts rajta egy rövid szerkesztéssel.

Ha nem tudod, hogyan indulj el, olvasd el a migrálási útmutatót

• Időtartam: 90 perc.
  
• Minden feladat megoldását külön lapra írja! (A rossz tapasztalatokból okulva minden feladatért, amit nem külön lapon ír, két pontot levonunk!)
  
• Minden lapra írja rá a nevét, neptun kódját! (A rossz tapasztalatokból okulva minden feladatért, amin nincs név, kód, két pontot levonunk!)
  
• Nagyon alaposan olvassa el az összes feladatot, arra válaszoljon, amit kérdeztünk!
  
• Törekedjen a rövid (akár pár szavas), de lényegre törő, teljes válaszokra!
  

1. PSTN, ISDN (17 p)

• a. Mit rövidítenek a PSTN, ISDN betűszavak? (Oldja fel angolul és magyarul is!) 2 p.
  
• b. Amennyiben két PSTN előfizető kíván egymással adatot cserélni (tehát mindkét oldali hozzáférés analóg) modem segítségével, maximum mekkora adatsebességgel kommunikálhatnak? Miért ennyi a maximum? 3 p.
  
• c. Egy ISDN előfizető ma két hozzáférési sebességből választhat. (Az egyiket tipikusan magánszemélyeknek, esetleg kisvállalkozásoknak, a másikat nagyobb vállalatoknak szánják.) Melyiknek mi a neve, és hány, milyen sebességű digitális csatornát tartalmaz? (Európai ISDN esetében.) 3 p.
  
• d. Melyik csatornát mire használják? 2 p.
  
• e. A c. válaszban megadott kisebb sebességű hozzáférésnél hány sodrott érpár szükséges az átvitelhez? Miért? 3 p.
  
• f. Ezek alapján tehát e technológiával egy tipikus lakossági ISDN előfizető mekkora sebességgel Internetezhet, ha közben nem kíván telefonálni is? Mekkorával, ha közben telefonál is? 2 p.
  
• g. Hol, mire használják az S0 buszt? 1 p.
  
• h. Hogyan nevezik az végberendezések (TE) és az első központ között ISDN esetén alkalmazott jelzésrendszert? 1 p.
  

MEGOLDÁS:

• a. PSTN: Public Switched Telephone Network (Nyilvánosan Kapcsolt Telefonhálózat)
  

ISDN: Integrated Services Digital Network (Integrált Szolgáltatású Digitális Hálózat)

• b. tipp: 56kb/s, mert egy analóg csatorna 4kHz széles, és az analóg csatorna jelzaj viszonya illetve a Shannon-törvény (C=B*log(1+S/N) ) miatt ez jön ki… (esetleg még a modulációt is bele lehet írni…)

Úgy kezeli mintha beszédet vinne át, végigszalad az A/D-D/A átalakításokon, a végére 33,3kbps marad. -- Zsolti - 2007.01.3

• c. BRA – Basic Rate Access – 2B + D16

PRA – Primary Rate Access – 30B+ D64 B=64kbps

• d. B -> Átlátszó adatátvitel: 1 PCM hangcsat vagy 64kbps adat, vagy ami belefér

D -> Jelzésátvitel

• e. 1, mert összesen kb 128 Khz-es sávszélesség kell a 2 csatorna átviteléhez, erre pedig bőven elég 1 érpár.
• f. 128 kbps, ha nem telefonálnak közben. 64 kbps, ha telefonálnak is közben
• g. Arra csatlakoztatják a digitális végberendéseket, vagy a termináladaptert(TA), amin keresztül az analóg készüléket csatlakoztatják a digitális hálózathoz.
• h. DSS1: Digital Subscriber Signalling System No. 1 (1-es Számú, Digitális Előfizetői Jelrendszer)

2. SDL (21 p)

Adott az alábbi protokoll kapcsolatfelépítési jelzésszekvenciája. Ha a CR PDU elküldése után T1 időn belül nincs CA válasz, akkor még egyszer elküldésre kerül a CR PDU. Ha a másodszori elküldésre sincs válasz, akkor sikertelen a kapcsolatfelépítés, ekkor "DiscA" szolgálati primitívet küld a "ProntEntA" a "UserA"-nak.

• a. Tegyen javaslatot a hibamentes adatátvitelre és bontásra! 7 p.
  
• b. Írja le a rendszer viselkedését SDL/GR-ben! 14 p.
  

MEGOLDÁS:

• 2/a Hibamentes Atvitel:
  

Ezen a helyen volt linkelve a 2_a_mego_hibamentes_atvitel.JPG nevű kép a régi wiki ezen oldaláról. (Kérlek hozd át ezt a képet ide, különben idővel el fog tűnni a régi wikivel együtt)

• 2/a Kapcsolat Bontasa:
  

Ezen a helyen volt linkelve a 2_a_mego_bontas.JPG nevű kép a régi wiki ezen oldaláról. (Kérlek hozd át ezt a képet ide, különben idővel el fog tűnni a régi wikivel együtt)

• 2/b "ProtEntA":
  

Ezen a helyen volt linkelve a 2_b_mego_ProtEntA.JPG nevű kép a régi wiki ezen oldaláról. (Kérlek hozd át ezt a képet ide, különben idővel el fog tűnni a régi wikivel együtt)

• 2/b "ProtEntB":
  

Ezen a helyen volt linkelve a 2_b_mego_ProtEntB.JPG nevű kép a régi wiki ezen oldaláról. (Kérlek hozd át ezt a képet ide, különben idővel el fog tűnni a régi wikivel együtt)

3. Optikai hálózatok (15 p)

• a. OTN (Optical Transport Network) hálózatot használunk SDH (Synchronous Digital Hierarchy) forgalom továbbítására. Tudjuk, hogy egy STM-1 keret 270 oszlopból x 9 sorból x 8 bitből áll (2 430 oktett). Egy OTU-1 keret rakománytere (hordozóképessége) 3809 oszlopból x 4 sorból x 8 bitből áll. (15 236 oktett) (A teljes keret bruttó 4080 oszlop.)

Ha egy STM-16 keret 2,55 OTU-1 keretbe fér bele, akkor egy STM-256 keret hány OTU-3 keretbe fér bele? 8 p. (Levezetés és magyarázat nélkül nem fogadjuk el az eredményt! Számológépet nem szabad használni!)

• b. Mi az OBS (Optical Burst Switching: Optikai börszt kapcsolás)? Mire jó? 3 p.
• c. OBS-ben milyen két fő erőforrás-foglalási stratégiát ismer? Melyik eredményez jobb erőforrás-kihasználást és miért? 4 p.

MEGOLDÁS:

• a. Az STM-256 keret pontosan 16 x STM-16 keret és az OTU-3 pedig 16 x OTU-1 azaz 243776 oktet. Ekkor egy STM-256 keret 2,55 OTU-3 keretbe fér bele.
• b. Az OBS a hálózat határán összegyűjti az egy irányba menő börsztöket. A börszt küldése előtt egy optikai fejrészt küldünk egy kontroll hullámhosszon, ekkor a hullámhosszt és időrést választunk.
• c. JIT (Just In Time - "Épp időben"): Foglalás a vezérlő csomag érkezésekor, felszabadítás a börszt végével. JET (Just Enough Time - "Épp elég időre") Foglalás a börszt becsült érkezése előtt egy pillanattal, felszabadítás a börszt végével. Bonyolultabb, de jobb erőforrás kihasználást eredményez, mert ekkor pontosan a börszt idejére foglaljuk csak az erőforrásokat.

4. Beszédkódolók (7 p)

• Soroljon fel hét beszédkodeket a következő jellemzőkkel: név, fő alkalmazási terület, adatsebesség (kb/s)! 7 p.

MEGOLDÁS:

• PCM (G.711) - vezetékes távbeszélő hálózat, 64 kb/s
• ADPCM (G.721/G.726) - vezetékes távbeszélő hálózat, 16/24/32(ez a G.721)/40 kb/s
• GSM 06.10 (Full Rate) - GSM, 13 kb/s
• GSM 06.20 (Half Rate) - GSM, 5.6 kb/s
• GSM 06.60 (Enhanced Full Rate) - GSM, 13 kb/s
• G.723.1 - "VoIP", 6.3/5.3 kb/s
• G.729 - "VoIP", 8 kb/s

5. GSM, UMTS (21 p)

• a. Mekkora átmérőjű cellákat használnak a GSM hálózatok esetében? 1 p.
• b. Általában mik az előnyei és a hátrányai a kisebb celláknak? 3 p.
• c. Milyen széles frekvenciasáv használható a GSM 900 esetében a teljes forgalomra egy irányban? 1 p.
• d. Milyen többszörös közeghozzáférési eljárás segítségével használják ezt a sávot egyszerre különböző mobil készülékek? 1 p.
• e. GSM 900 esetében egyszerre hány mobil készüléken folyhat kommunikáció egy szolgáltató egy cellájában? Miért? 3 p.
• f. Mit rövidít az MSC, és mik a feladatai? 3 p.
• g. Miért van szükség teljesítmény-szabályozásra (power control) GSM és UMTS esetén? Melyik esetben milyen gyakran igazítja a mozgó állomás a kimenő teljesítményét? 4 p.
• h. Írja le röviden, hogyan működik a GSM-ben és UMTS-ben is alkalmazott kemény hívásátadás (hard handover), és hogyan a csak UMTS-ben használt puha átadás (soft handover)! 5 p.

MEGOLDÁS:

• a. Egy cella átmérője: 0,5-35 km
• b. Kisebb cellák előnye:
  • kis adóteljesítmény elég
    • kisebb élettani kockázat
    • kisebb fogyasztás
  • nagyobb forgalom bonyolítható adot területen (nagyobb forgalomsuruség)
    

Kisebb cellák hátránya:

• • sok bázisállomás kell
    • költséges
    • csúnya
• c. 25 MHz
• d. Rádiós közeghozzáférés: FDMA+TDMA (Frequency/Time Division Multiple Acces, frekvencia/időosztásos többszörös hozzáférés)
• e. A 25 MHz-es sávot 200 kHz-s vivőkre bontjuk: 124 vivőnk lesz. Mivel most egy szolgáltatónk van, mind a 124 vivő az övé lesz. Vivőnként 8 db időrés van. Vegyük azt alapul, hogy (a névleges 7-tel ellentétben) 10 féle frekvenciakiosztású cella van. Ekkor: 124*8/10 = 99 (kerekitve). Tehát egyszerre 99 mobil készülék folyhat kommunikáció egy szolgáltató egy cellájában.
• f. Mobile Switching Center (Mobil Kapcsolóközpont)
  • egy "hagyományos" kapcsolóközpont
  • mobil-specifikus bővítésekkel
    • authentikáció
    • helyzetnyilvántartás
    • hívásátadás BSC-k között
    • barangolás
    • stb.
• g. GSM-ben:
  • telep kímélése, élettani kockázat csökkentése
  • más, távoli de azonos frekvencián üzemelő celákkal való interferencia elkerülésére
  • 2/sec gyakorisággal
    

UMTS-ben:

• • Nem tökéletes az alkalmazott kód ortogonalitása, emiatt más egy adott mobil eszköz jelét figyelve a bázsállomáson a többi mobil jele zajként jelentkezik
  • Ezért kell, hogy kb. minden mobil jele kb. egyforma teljesítménnyel érkezzen a bázisállomáshoz.
  • 1500/sec gyakorisággal a bázisállomás felszólítja a mobil eszközt a teljesítménye növelésére/csökkentésére
• h. GSM-ben: „kemény hívásátadás” (hard handover)
  • egyik pillanatban egyik bázisállomással kommunikál a mobil állomás, kisvártatva a másikkal
  • az átadás olyan gyors, amilyen gyors csak lehet
  • cellaváltás hiszterézissel: egy határon tévelygő mobil esetében se legyen sok felesleges átadás
    

UMTS-ben:

• • egyszerre több bázisállomással tart fenn kapcsolatot
  • max. 3-mal egy időben
  • a le irányú adatot minden bázisállomás sugározza (ugyanazt), a mobil így többsször is megkapja
    • az egyik adótól érkezett és esetlegesen elveszett információ így más forrásból pótolható
  • a fel irányú adatot minden bázisállomás veszi (ugyanazt)
    • a hálózat összerakja a különböző bázisok által vett adatot, így egy esetleges adatvesztés az egyik cellában könnyen korrigálható a többiben vett adatokkal
  • ez az állapot viszonylag sokáig is tarthat

6. Beszédátviteli követelmények (10 p)

• a. Definiálja a csillapítás fogalmát! 1 p.
• b. Miért van szükség csillapításra egy távbeszélő-hálózatban? 1 p.
• c. Mekkora a csillapítás megengedett értéke dB-ben? (tól-ig) 1 p.
• d. Az előző pont alapján: mekkora ez esetben a be- és kimeneti jelteljesítmény hányadosa? (tól-ig) 2 p.
• e. Definiálja a csillapításingadozást! 1 p.
• f. Mennyi a referencia frekvencia, és mi a szerepe? 2 p.
• g. Mi a csillapításingadozás megengedett értéke, értékei? (Nem pontos számot várunk, inkább nagyságrendet, és a kritérium jellegét.) 2 p.

MEGOLDÁS:

• a. [math] a dB = 10*lg(\frac{P_1}{P_2}) [/math], ahol A a decibelben kifejezett csillapítás.
• b. Távbeszélő-hálózatban nem lenne célszerű, ha a hallgató fülébe ugyanolyan teljesítménnyel érkezne a hang, mint ahogy a beszélő mikrofonjába érkezik.
• c. A beszédátviteli rendszerekben kb. 30-40 dB értékű csillapítást kell megvalósítani.
• d. ...
• e. A csillapításingadozás a csillapítás eltérését mutatja a referenciafrekvencián mért csillapítástól a fekvencia függvényében.
• f. Referencia frekvenciának a 1020 Hz-et választották. Mivel a távbeszélő-hálózat csillapítása különböző lehet a különböző átvitt fekvenciákon, ezért egy referenciafrekvenciát választunk, és az itt mért csillapítástól való eltérést nézzük.
• g. A csillapításingadozás lépcsős toleranciafüggvénnyel van megadva, mely a sáv szélén 2,0-3,0 dB értéket vesz fel, a sáv közepén 0.7-et. Az erősítés ugyanakkor mindenhol maximum 0,6 dB lehet.

7. Illesztett lezárás (9 p)

• a. Adja meg egy hosszú vezetékpár differenciálisan kicsi darabjának modelljét az impedancia szempontjából! (Ábra, plusz a jelölések magyarázata!) 4 p.
• b. Mi történik, ha egy véges hosszú vezetékpárra jelet küldünk (pl. feszültség-impulzus formájában)? 1 p.
• c. Mi történik, ha egy egyik felén végtelen vezetékpárra jelet küldünk (pl. feszültség-impulzus formájában)? 1 p.
• d. Miért van szükség illesztett lezárásra fémvezetékpáron történő adatátvitel esetén? 1 p.
• e. Az illesztett lezárás impedanciája körülbelül mennyivel egyenlő (az a. pontra adott válasz jelöléseivel)? 2 p.

MEGOLDÁS:

• a. Illesztett lezaras:
  

Ezen a helyen volt linkelve a Illesztett_lezaras.JPG nevű kép a régi wiki ezen oldaláról. (Kérlek hozd át ezt a képet ide, különben idővel el fog tűnni a régi wikivel együtt)

• • R: ohmikus ellenállás [ohm/km]
  • L: induktivitás [H/km]
  • G: ohmos átvezetés [siemens/km]
  • C: kapacitás [fahrad/km].
• b. Véges esetben a végén visszaverődés lesz.
• c. egyik felén végtelen esetben természetesen nem lesz visszaverődés.
• d. Illesztett lezárásnál a véges szakaszt olyan impedanciával kell lezárni, hogy „úgy tűnjön”, mintha végtelen vezeték lenne.
• e. [math] Z_0 = \sqrt{\frac{L}{C}} [/math]

Bonusz

• a tárgy neve
• előadók nevei
• tegeződött v. magázodott

MEGOLDÁS:

Távközlő Hálózatok
Dr. Csopaki Gyula - magázódott
Dr. Cinkler Tibor - magázódott
Németh Krisztián - tegeződött

-- palacsint - 2007.01.09.
-- Tileo - 2007.05.23.