Escuela Politécnica Superior UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE MADRID Ingeniería Superior de Telecomunicación Curso

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1 Escuela Politécnica Superior UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE MADRID Ingeniería Superior de Telecomunicación Curso Sistemas de Telecomunicación (2º ciclo, 4º curso, 2º semestre) Control Intermedio (RESUELTO) 1 de Abril de APELLIDOS: NOMBRE: El examen se realizará sin libros ni apuntes y tendrá una duración total de 90 minutos. Puede utilizarse calculadora. El examen contiene 35 preguntas cortas y 2 ejercicios prácticos. En las preguntas cortas solamente una respuesta es la adecuada. La puntuación de cada pregunta corta será: Correcta: 0 2 puntos. En blanco: 0 puntos. Errónea: 0 05 puntos. Cada uno de los 2 ejercicios prácticos cuenta con 1 5 puntos. 1. La teoría de la comunicación de Shannon: Fue publicada después que la teoría de señal de Nyquist Fue publicada después que las primeras difusiones de TV Fue publicada antes de la aparición de los primeros láseres 2. La TV analógica tradicional: Está basada en una conexión p2p Es full duplex Es de tipo broadcast 3. Tal como se define en la nueva Ley General de Telecomunicaciones (2003), servicio universal es: Todo aquel servicio de telecomunicaciones que esté estandarizado Todo aquel servicio de telecomunicaciones que, por demanda del mercado, sea ofrecido por varios operadores en libre competencia a la mayoría de la población Un conjunto de servicios (que incluye el telefónico básico, fax, y acceso funcional a Internet) que tienen la obligación de ofrecer ciertos operadores, incluso en localizaciones remotas en donde no sea rentable 1/8

2 4. Los principales organismos de normalización en telecomunicaciones son: A nivel mundial, entre otros: ISO, ITU, y AENOR A nivel regional, entre otros: ANSI y ETSI 5. En lo que respecta a los segmentos de una red de telecomunicaciones: Backbone es sinónimo del segmento de transporte El segmento de agregación está más cerca de los extremos de la red que el segmento de transporte La gestión de la red puede abarcar todos los segmentos de la misma, incluyendo transporte, agregación, y acceso 6. Ethernet: Es una tecnología que se puede usar tanto en transporte como en acceso Es un estándar con control de acceso al medio compartido del tipo CSMA/CD Se concreta en ciertas tecnologías específicas como 10BASE y 1000BASE 7. Cuál de las siguientes opciones indica equipos de interconexión según el nivel OSI al que pueden interactuar, de mayor a menor nivel: Pasarela > Encaminador > Puente Router > Puente > Repetidor Router > Switch > Hub 8. En relación a PDH: Cada nivel multiplexa 1:8 No hay jitter temporal entre tramas, ya que la sincronización temporal es exacta Existen estándares compatibles en EEUU y Europa 9. El nivel primario PDH Europeo E1: Tiene una capacidad de kbps Aunque en general da cabida a 30 canales telefónicos, en la práctica puede dar cabida hasta a 32 canales telefónicos de 64 kbps Cuando se necesita acceder a canales telefónicos individuales en niveles superiores (p.ej., E4), no siempre es necesario pasar por E1 10. El desarrollo de SDH pretendía: Unificar valores de transmisión entre EEUU y Europa Superar el límite de velocidad de PDH Permitir insertar/extraer canales individuales de información sin tener que demultiplexar tramas enteras 11. Los niveles más importantes de SDH en Europa son: STM-1, STM-2, STM-3, y STM-4 STM-1, STM-4, STM-16, y STM-64 STM-1, STM-8, STM-64, y STM-512 2/8

3 12. La trama básica del nivel primario SDH STM-1: Se repite con una frecuencia de 8 khz Tiene un tamaño de (270 x 9) bytes Da como resultado una velocidad de Mbps 13. En relación a New Generation SDH: Pretende aprovechar mejor las capacidades de transporte IP que SDH Introduce técnicas de concatenación virtual (para que contenedores virtuales de pequeña capacidad puedan ser enrutados por caminos distintos) Introduce técnicas de gestión dinámica del ancho de banda (LCAS) 14. Las iniciales en los tipos de tecnología CWDM y DWDM hacen referencia, respectivamente, a: WDM de tercera generación (C) y WDM de cuarta generación (D) WDM con muchas longitudes de onda (C) y WDM con pocas longitudes de onda (D) WDM en tercera ventana (C) y WDM en cuarta ventana (D) 15. En relación a las 3 primeras ventanas existentes para transmisión por fibra óptica: Todas ellas están entre 800 y 1600 nm Conforme aumenta la longitud de onda, disminuye la atenuación Conforme aumenta la longitud de onda, aumenta el coste de la opto-electrónica 16. En relación a los Optical Add-Drop Multiplexers (OADM): Permiten extraer e insertar longitudes de onda en una fibra óptica con WDM Pueden utilizarse tanto en topologías p2p, como en anillos y mallas Pueden ser reconfigurables, en este caso denominándose ROADM 17. En relación a los Optical Cross Connect (OXC): Son siempre estáticos (no se pueden reconfigurar) También se conocen como repetidores de longitud de onda Van siempre ligados a compensadores de dispersión 18. Las tecnologías de transporte por conmutación de paquetes (PTT): En general, son más flexibles y económicas que las de conmutación de circuitos Suelen estar mejor adaptadas a las aplicaciones cliente Permiten aprovechar los beneficios de la multiplexación estadística 19. En relación a Ethernet: No se encuentra estandarizada para su uso en fibra óptica Se corresponde con los 4 primeros niveles de la jerarquía OSI Se corresponde con un conjunto de estándares del IEEE que empiezan por /8

4 20. En una LAN Ethernet se pueden crear varios dominios de colisión usando: Un repetidor Varios repetidores Uno o varios puentes 21. Algunas limitaciones de Ethernet nativo son: No dispone de gestor de congestión Carece de funcionalidad OAM Carece de mecanismos de señalización e2e 22. Las tres generaciones principales de Ethernet se corresponden con: Ethernet nativo, Fast Ethernet, y Gigabit Ethernet 10BASE, 100BASE, y 1000BASE/10GBASE Principios de los 90, mitad de los 90, finales de los El conjunto de requisitos ideales para una red PTT incluye: Disponibilidad y fiabilidad Prestaciones OAM y QoS de forma estricta Simplicidad y escalabilidad 24. En relación a MPLS: Es una tecnología de conmutación de circuitos Combina enrutado y conmutación por señalización No es fácil establecer Redes Privadas Virtuales 25. Las tecnologías xdsl: No son compatibles con servicios POTS Aprovechan el ancho de banda del par de cobre Pueden basarse tanto en FDM como en TDM 26. En relación a ADSL: Utiliza la modulación digital DSLAM Sus versiones avanzadas (ADSL2) permiten adaptación de la velocidad a las condiciones del canal Sus versiones más avanzadas (ADSL2+) pueden llegar a más de 40 Mbps de bajada 27. En relación a VDSL: Permite varios tipos de modulación digital, incluyendo QAM y DMT Sus versiones más avanzadas (VDSL2) permiten llegar en condiciones ideales a 100 Mbps simétricos Puede interoperar con ADSL 4/8

5 28. Entre los puntos fuertes de la tecnología PowerLine Communications (PLC): Utiliza una infraestructura existente con una gran cobertura Es una tecnología que puede competir en velocidad con la fibra óptica El uso de la red eléctrica de baja tensión permite evitar problemas de compatibilidad electromagnética 29. Tras el desarrollo inicial de las redes HFC a principios de los 90 como evolución de las redes Cable TV existentes desde los años 60, a finales de los 90 se fueron incorporando las siguientes mejoras: Abandono de la topología en árbol por una topología mallada Recorte del canal de subida de datos (upstream) Mejor aprovechamiento del ancho de banda con codificación MPEG 30. En relación a DOCSIS: Son las siglas de Data-Over-Cable Service Interface Specification Define un reparto espectral que incluye canal de subida (bastante limitado), y de bajada (incluyendo FM, TV PAL y TV digital) Las versiones más avanzadas (3.0) permiten velocidades de transmisión de datos simétricas > 100 Mbps 31. En relación a PacketCable: Es un estándar que permite la provisión de servicios IP sobre redes de cable No tiene nada que ver con DOCSIS Aunque está pensado para servicios IP, no soporta VoIP 32. Para una red de acceso del tipo FTTx existen, básicamente, las siguientes opciones: Red Punto a Punto con equipos activos en estrella Red Punto a Punto con equipos activos en anillo PON 33. Las iniciales en los tipos de tecnología APON y EPON hacen referencia, respectivamente, a: PON de primera generación (A), y PON de quinta generación (E) PON basada en ATM (A), y PON basada en Ethernet (E) PON basada en ADSL (A), y PON basada en EFM (E) 34. En las redes EPON: La bajada es en modo broadcast con indicador de destino marcado por el OLT, que se usa para filtrar el tráfico en los ONUs La subida es en FDM Se utilizan tramas Ethernet, por lo que hay colisiones, que se solucionan en el OLT 35. Para gran ancho de banda, qué opción de acceso supone menor CAPital EXpenditure? APON o EPON?: APON EPON En ambos casos es similar 5/8

6 Ejercicio 1: Se dispone de un módulo de transferencia síncrono STM-1 para transporte: a) Si se dispone de un nodo de acceso en el que se multiplexan tramas E1 al nivel E3, cuántas tramas E1 podrán ser transportadas por el módulo STM-1 suponiendo que el módulo STM-1 se construye a partir de dicho nivel E3? (3 E3 por STM-1) * (4 4 E1 por E3) = 48 tramas E1. b) Cuántos canales de voz (64 kbps) podrán ser transportados por dicho módulo STM-1 (construido a partir de E3)? (48 E1 por STM-1) (30 canales por E1) = canales de voz. c) Podrán entonces extraerse individual y directamente dichos canales de voz con equipos ADM en la red de transporte? No, porque la multiplexación E1 E3 no es síncrona. d) En caso contrario, cómo podría resolverse el problema al construir el STM-1 para poder tener acceso individual y directo a los canales de voz en la red de transporte? Se deberían mapear directamente tramas E1 al STM-1. ** e) Con la solución planteada en d), cuántos canales de voz habría en cada STM-1? (63 E1 por STM-1) (30 canales por E1) = canales de voz. f) En un segmento troncal de la red de transporte se dispone de una fibra óptica que permite 10 Gbps, cuya capacidad se pretende aprovechar al máximo con niveles superiores SDH. Qué módulo STM sería adecuado para ello? STM-64. g) Si dicho módulo STM de nivel superior se construyese con módulos STM-1 como los indicados en a), construidos con tramas E3, cuántos canales de voz podrá transmitir la fibra óptica? (1.440 canales por STM-1) (4 4 4 STM-1 por STM-64) = canales de voz. * Ver punto 6 de Trans. 15, Tema 3. Ver tabla de Trans. 3, Tema 3. Ver tabla de Trans. 3, Tema 3. Ver puntos 6 y 7 de Trans. 15, Tema 3. ** Ver punto 7 de Trans. 15, Tema 3. Ver punto 7 de Trans. 15, Tema 3. Ver tabla de Trans. 10, Tema 3. Ver tabla de Trans. 10, Tema 3. 6/8

7 Ejercicio 2 (utilícese la parte inferior de esta cara y la cara posterior de esta hoja): Se contempla el despliegue de una red EPON para un pequeño núcleo rural, al que se le ofrece un paquete indiviso de tres servicios que pueden utilizar simultáneamente: Dos canales de VoIP, a razón de 11 kbps/canal Dos canales de acceso a Internet, con downstream máximo de Mbps/canal Dos canales de VoD, con codificación MPEG-2 a razón de 3 5 Mbps/canal Considerando una disponibilidad del 99,999%, y una tasa de concurrencia del 40% (para todos los servicios), y sabiendo que la capacidad de la red EPON es de 1 Gbps, se desea: a) Número máximo de ONUs que, atendiendo exclusivamente a razones de tráfico (caudal), pueden asociarse a cada OLT Mbps / 10 Mbps = 100 ONUs (si todos operasen a la vez) 1/0 4 (ya que solamente el 40% como máximo opera a la vez) = 250 ONUs por OLT b) Suponiendo que se pretende minimizar el número de OLTs, y los costes en general, calcular la razón de división de los splitters a instalar tras cada OLT (1:16 ó 1:32, siendo más caro 1:32), para conseguir llegar al máximo de ONUs obtenido en a). Sería suficiente con 2 etapas de split 1:16 ya que = 256 > 250 NOTA: Otra posible solución es una primera etapa de split 1:16, y una segunda etapa de slit de 1:32 (únicamente para 8 de las 16 salidas de la primera etapa). Considerando los datos económicos indicados al final del ejercicio, esta otra solución sería la óptima. Teniendo en cuenta únicamente las indicaciones del enunciado hasta este punto, ambas soluciones serían válidas. El resto del ejercicio se resuelve para la primera solución: dos etapas de 1:16 c) Considerando, con independencia del tipo de splitter, que se producen unas pérdidas de inserción del orden de 3 db, determínese el alcance (kms.) máximo de la red óptica (distancia entre OLT y ONUs), sabiendo que la atenuación de la fibra es de 0,4 db/km, y que se considera admisible un margen de pérdidas de 40 db. La división de potencia en cada splitter 1:16 es: 10 log 16 = db Las pérdidas totales 2 ( ) K, siendo K la distancia en km., deben ser < 40 K < 24 8 km. d) Considérese que el núcleo rural tiene 500 viviendas, y se asocia a cada una un ONU, estando las viviendas distribuidas uniformemente en dos círculos cuyos centros están separados 50 km. Represéntese esquemáticamente la solución de OLTs y ONUs que se crea más económica. Se representa una posible solución. Nótese que no es la única posible. No es necesario buscar la configuración óptima matemáticamente (aunque se recomienda intentarlo en caso de sobrar tiempo en el examen). Es suficiente con representar una configuración razonable a la vez que sencilla topológicamente, como la que se muestra a continuación. Lo más importante, independientemente de la solución planteada, es justificar razonadamente las decisiones de diseño y suposiciones tomadas. En el ejercicio no se especifica el radio de los círculos. Se puede suponer, por tanto, radios fijos (p.ej., 25 km.), o dejarlo como una variable más que influirá en la topología y coste del proyecto. En la solución proporcionada del apartado e) se suponen radios de 25 km. ONU ONU 1:16 ONU 1:16 ONU OLT + 1:16 ± 11 25º OLT + 1:16 IDEM 7/8

8 e) Calcúlese el coste de la red EPON completa (despliegue de la fibra + OLTs + ONUs + splitters) para todo el núcleo rural mencionado con la topología que se haya propuesto en el apartado anterior, teniendo en cuenta los siguientes costes: Instalación de fibra = euros por km. de fibra tendido OLT = euros ONU = 500 euros Splitter de razón 1:32 = euros Splitter de razón 1:16 = 800 euros Coste fibra (depende de las suposiciones/simplificadas tomadas): 2 16 (24 8/C /C2) 2500 = euros (valor para C1 = 2, C2 = 3. Otras suposiciones razonables, dada la topología presentada anteriormente son: C1 entre 1 25 y 2, C2 entre 2 y 4). Coste OLTs = = euros Coste ONUs = = euros Coste splitters = 2 (1 + 16) 800 = euros Coste TOTAL = euros 8/8