Núcleo de Red Examen

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1 Núcleo de Red Examen Instituto de Ingeniería Elétrica 26 de julio de 2011 Indicaciones: La prueba tiene una duración total de 3 horas. Cada hoja entregada debe indicar nombre, número de C.I., y número de hoja. La hoja 1 debe indicar además el total de hojas entregadas. Se deberá utilizar únicamente un lado de las hojas. Cada pregunta se deberá comenzar en una hoja nueva. Todas las preguntas tienen el mismo puntaje. Problema 1 La empresa para la cual usted trabaja le asigna la tarea de dimensionar una red PSTN de circuitos en cierta zona geográfica. Los datos con los que cuenta para realizar dicha tarea son los siguientes: (a) La zona en la que se proveerá el servicio consta de 1000 hogares. GoS = 1 %. Se ha comprobado que en la hora pico, en promedio cada usuario realiza una llamada de 4 minutos. Para la implementación de la red se puede optar entre 2 modelos de centrales Clase 5, con las siguientes capacidades de conmutación: ˆ C 1 = 40 E ˆ C 2 = 70 E Realice el diseño de la red de centrales Clase 5 de acuerdo a la información proporcionada. Explique y justifique el proceso de diseño. Cuáles son las ventajas y desventajas de usar para la implementación de la red centrales del modelo C1 únicamente o centrales del modelo C2? La red que se dimensionó en la parte anterior tiene el requerimiento de interconectarse con una red NGN con idénticas características (número de hogares y perfil de tráfico). (b) Realice y explique mediante un esquema la implementación de ambas redes y su interconexión, indicando claramente el plano de usuario y de control en cada una de las redes y la interconexión.

2 (c) (d) Dimensione la red IP de interconexión a nivel del plano de usuario. El CODEC utilizado en la red es G.711 sin compresión y con una ventana de paquetización de 20 ms. Se sabe que el tráfico cursado en la interconexión de ambas redes es del 70 % del tráfico de cada zona. Suponga que se utiliza un Trunking Gateway para la interconexión de ambas redes. Que difiere del caso anterior si en vez de utilizar un trunking gateway se reemplazan directamente las centrales clase 5? En caso de haber diferencias con el caso anterior calcule el nuevo ancho de banda requerido para la interconexión de las redes. Problema 2 (a) (b) (c) Describa las funciones de un conmutador y explique la diferencia entre conmutación Espacial y Temporal. Explique el funcionamiento de un conmutador TST que utiliza el método antifase. Realice un esquema de la conexión de un abonado A que llama a un abonado B en un conmutador TST con método antifase. El abonado A se encuentra conectado al conmutador T0 en la trama 1 en el time slot 3, mientras que el abonado B se encuentra conectado al conmutador TN en la trama 0 del time slot 10. Problema 3 (a) (b) Realice un esquema y explique el stack de protocolos de SS7. Explique el mecanismo de control de flujo y errores que implementa SS7 indicando que capa implementa cada uno de los mecanismos. Problema 4 Explique en que consiste el núcleo de red de telefonía móvil indicando en que difiere con uno de telefonía fija. Explique los distintos problemas que se tienen que resolver en una red móvil para poder establecer las comunicaciones. Problema 5 Una carrier que brinda servicios de telefonía pública fija ha decidido evaluar el ofrecimiento de servicios telefónicos a través de VoIP. Para ello ha instalado en sus oficinas un softswitch, soportando señalización SIP para estos nuevos servicios. La llegada con tecnología IP hasta los abonados sería implementada por medio de servicios del tipo ADSL, los que ya son comercializados, en las siguientes modalidades:

3 El carrier ofrecerá 2 tipos de servicios de VoIP: (a) (b) (c) Para cada uno de los planes de ADSL indicar cuantos teléfonos con servicio básico y cuantos con servicio premium se pueden instalar en cada abonado. Justificar la respuesta. Como parte de su trabajo, Ud. debe realizar las especificaciones para comprar los Media Gateways TDM/IP que serán instalados en los servicios básicos. Realice un diagrama de bloques de este Media Gateway y descripción técnica de las características que deben tener, incluyendo las funciones que debe soportar, las interfaces, codecs, y todos los aspectos que considere relevantes. Una prueba piloto consiste en realizar una llamada desde un servicio Premium a un servicio básico, según el siguiente proceso: Ambos servicios se encuentran libres. Desde el servicio Premium se descuelga y se marca el número del servicio básico. El servicio básico timbra por 5 segundos y la llamada es atendida. La conversación de mantiene por 30 segundos. El servicio básico termina la llamada, cortando. Realizar un diagrama comparativo paso a paso, detallando i) La señalización entre el teléfono fijo del servicio básico y el Media Gateway. ii) La señalización entre el Media Gateway y el Softswitch. iii) La señalización entre el Softswitch y el hardphone del servicio premium. Problema 6 (a) (b) (c) Explique que entiende por red de acceso y mencione las distintas clasificaciones de las mismas. Analice en el marco de alguna de estas clasificaciones ventajas y desventajas entre ellas. Mencione y explique las distintas topologías de las redes con fibra óptica (es decir redes híbridas de FO y cobre o coaxial y FO puras). Si usted es un operador que provee servicios de banda ancha a sus clientes y en la actualidad tiene una red de acceso completamente de cobre, con distancia promedio de bucle de 4 Km. Que cambios debería hacer en la misma para poder bridar servicios de 1Mbps/10 Mbps (Upstream/Downstream)? Y para brindar servicios de 5Mbps/100Mbps? Explique los cambios en cada caso y cómo los implementaría.

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8 Solución Problema 1 (a) El tráfico ofrecido total en la zona es de A tot = 4 60 = 66, 67 me 1000 hogares = 66, 67E. Por lo tanto tenemos dos alternativas para poder dar servicio en la zona. O utilizar dos centrales del tipo C 1 o utilizar una central del tipo C 2. Utilizando dos centrales del tipo C 1 se necesitan 45x2 = 90 líneas (asumiendo que hago un reparto de 33, 33 E en cada conmutador, 4E1), mientras que en otra solución se necesitan 82 líneas (3E1). Las ventajas y desventajas de utilizar la solución de dos centrales C 1 versus la solución que consiste en utilizar una central C 2 se listan a continuación: Ventajas: ˆ Se tiene redundancia geográfica por lo que ante una falla en la otra central al menos una parte de la zona permanece con servicio. ˆ Se tiene capacidad de crecimiento ante un incremento de demanda. Desventajas: ˆ Se requieren una mayor cantidad de líneas y E1 para implementar la solución. Esto se debe a que el multiplexado estadístico es mas eficiente cuanto mayor es el tráfico ofrecido hacia la central. (b) Un diagrama de red posible para el caso en que se utilizan dos conmutadores Clase 5 puede ser el siguiente: (c) Utilizando un Trucking Gw (central Clase 4) tenemos 66, 67 0, 7 = 46, 67 (tráfico de interconexión). Utilizando un GoS del 1 % me da n = 60. Al codificar con el CODEC G.711 utilizando una ventana de 20 ms el ancho de banda requerido para la interconexión es = 4.8 Mbps en ambos sentidos. (d) Si la sustitución se da a nivel de Centrales Clase 5 tenemos solución con 1 de C 2 el mismo resultado anterior (4.8 Mbps en ambos sentidos). En el caso que se utilicen dos centrales C 1 tenemos el tráfico de interconexión es = E por lo que considerando 1 % da n = 34. La ecuación ahora es = Mbps en ambos sentidos. Por lo que tenemos 2 enlaces de 2.72 M bps bidireccionales.

9 Problema 5 (a) G.729 es un codec de 8 kb/s. G (en modo R3) es un codec de 96 kb/s; En capa 3 (IP), utilizando ventanas de paquetización de 20 ms: G729 en cada ventana puede enviar 8 kb/s * 20 ms / 8 = 20 bytes G711.1 en cada ventana puede enviar 96 kb/s * 20 ms / 8 = 240 bytes RTP + UDP + IP suman 40 bytes en ambos casos. BW G711 en IP: (20 bytes + 40 bytes)*8 / 20 ms = 24 kb/s BW G711.1 en IP: (240 bytes + 40 bytes)*8 / 20 ms = 112 kb/s En ADSL lo más limitante es la velocidad de subida. La tabla indica la cantidad de teléfonos que se podrían instalar en cada plan (asumiendo que todos los teléfonos que se instalan son del mismo tipo). (b) Los MGW se instalarían para los servcios básicos. Características técnicas: Soporte de N teléfonos analógicos con señalización loop start Implementar funciones BORSCHT hacia los teléfonos Soporte de codec G.729 y transcodificación a G.711 en TDM Soporte de señalización SIP Soporte de RFC2833 Soporte de FAX (T.38) Cancelación de eco (c)

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