En primer lugar, El BHCA efectivo para conmutación de llamadas es BHCA = 75% =

Transcripción

1 Si a una central de conmutación digital acceden líneas telefónicas y su BHCA * (intentos de llamada en hora cargada) es de , determinar si efectivamente podrá servir a las líneas en las siguientes circunstancias: 1) El 25% de su capacidad de proceso debe emplearlo para consumo interno (mantenimiento y gestión interna). 2) Se supone que cada llamada consume normalmente un BHCA pero el 25% de las llamadas consume 2 BHCA por llevar asociado servicios de red inteligente o similares. 3) Se distingue tres tipos de accesos a la central: i. Líneas POTS (con capacidad para una llamada telefónica): Su tráfico es de 150 me. ii. Líneas de canal B RDSI (2B+D). Se estima que el 20% de las líneas que debe atender la central serán de este tipo: Accesos con capacidad para 2 líneas telefónicas, cuyo tráfico medio es de 400 me iii. Líneas dedicadas (E1), para servicio de centralitas IBERCOM o de datos (2 Mb/s). Se estima que haya 1 acceso primario cada 400. Su tráfico promedio es de 15 E. 4) El tiempo medio de las llamadas telefónicas es de 90 segs. En primer lugar, El BHCA efectivo para conmutación de llamadas es BHCA = 75% = De las N líneas que la central pueda atender, éstas se distribuirán como sigue: Líneas para tramas E1: 0,25% de N Líneas de canal B por acceso RDSI: 20% de N Líneas POTS: Resto, aproximadamente, el 80% de N El tráfico correspondiente será: 0,8 N Erlang de las líneas POTS 0,1 N Erlang de los accesos RDSI ** (1/400) N 15 Erlang de las tramas E1 Considerando que el tráfico total calculado debe ser igual al producto tiempo de ocupación (medio) por llamadas cursadas y que éstas están limitadas por la capacidad de gestión (conmutación) de la central o BHCA, se tiene: 90 BHCA = N [0, , (1/400) 15 ] 3600 (tiempo en segs.) Sustituyendo BHCA por , despejaríamos N (número de líneas pedido): Pero resulta que el 25% de las llamadas consume 2 unidades BHCA. Así que: Finalmente, se tiene la capacidad real de la central como N = N = ,25 N = líneas * BHCA (Busy hour call attempt): Entiéndase como la máxima capacidad de proceso (en conmutación) de llamadas de una central telefónica (digital) ** Cada acceso lleva dos canales de voz. Por eso, se cuenta como 2 líneas pero el tráfico de 400 se me refiere al acceso RDSI completo

2 Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicación Departamento de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones Sistemas de Telecomunicación 15 de Septiembre de 2008 Problema 1 Un operador de telecomunicaciones pretende realizar el diseño de las infraestructuras necesarias para ofrecer sus servicios mediante la utilización de los bucles (metálicos) de abonado, sobre los que instalará sistemas ADSL. Al efecto, estima que la longitud de dichos bucles presenta una distribución exponencial-negativa de 1,3 kilómetros de media, baraja una densidad espectral de emisión de 36,5 dbm/hz, y considera, a situación final, un ruido total (AWGN+NEXT+ ), supuesto plano, de 89,7 dbm/hz. Asimismo, y para la frecuencia central del subcanal de referencia contemplado, se estima una atenuación de 10 db/km. Y, en base a cuanto antecede, se desea conocer: 1_ Alcance máximo de los sistemas ADSL en cuestión, si se establece que hasta el 70% de los bucles de abonado puedan soportarlos. 2_ Número mínimo de subcanales en sentido descendente 1, si se estipula para el mismo una capacidad mínima de 4 Mbps, al objeto de soportar un servicio triple-play sobre cualquiera de los sistemas ADSL. 3_ Porcentaje de bucles que soportarán el servicio triple-play en cuestión, si en lugar de los sistemas ADSL inicialmente barajados se instalaran ahora sistemas ADSL2, que aportan una mejora de 3 db merced al uso de la codificación de Trellis. 4_ Tras una prueba piloto sobre 500 sistemas, conectados todos al mismo DSLAM, se registra una media de conexión de 15 minutos en la hora cargada por sistema; cuál 1 Considerense al respecto los valores PEB = 10-7 y K = 3.5, y, por lo tanto, la siguiente aproximación: n log ,09 S N

3 será, pues, la capacidad (Mbps) a instalar entre dicho DSLAM y los distintos servidores --de acceso a Internet, de video, y de VoIP si se desea una garantía de servicio del 95% 2? Apartado Puntuación Supóngase que, para dicha garantía de servicio y tráficos relativamente elevados, la distribución Erlang-B requiere 1,1 servidores por erlang ofrecido.

4 Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicación Departamento de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones Sistemas de Telecomunicación 15 de Septiembre de 2008 Problema-1 (resolución) 1_ Alcance máximo de los sistemas ADSL en cuestión, si se planifica que hasta el 70% de los bucles de abonado puedan soportarlos. 1 l λ λ 1,3 1, 3 0 e 1,3 dl = 1 e = 0,7 λ = Ln(0,3) ( 1,3) = 1,565km 2_ Número mínimo de subcanales en sentido descendente, si se estipula para el mismo una capacidad mínima de 4 Mbps, al objeto de soportar un servicio triple-play, sobre cualquiera de los sistemas ADSL. (S/N) ADSL = -36,5 (1,565 x 10) (-89,7) = 37,53 db = 5.662,38 -> n log 2 [1 + 0,09 (S/N)] -> n = 9 N Subcanales x (n x 4) = > N Subcanales = 111, _ Porcentaje de bucles que soportarán el servicio triple-play en cuestión, si en lugar de los sistemas ADSL inicialmente barajados se instalaran ahora sistemas ADSL2, que aportan una mejora de 3 db merced al uso de la codificación de Trellis. (S/N) ADSL2 = (S/N) ADSL -3 = 34,53 db -> 34,53 db = -36,5 (d x 10) (-89,7) -> d = 1,867 km 1 l 1,867 1,867 1,3 1, dl = 1 e 3 0 e 1,3 = 76,22% 4_ Tras una prueba piloto sobre 500 sistemas, conectados todos al mismo DSLAM, se registra una media de conexión de 15 minutos en la hora cargada por sistema; cuál será, pues, la capacidad (Mbps) a instalar entre dicho DSLAM y los distintos servidores --de acceso a Internet, de video, y de VoIP si se desea una garantía

5 de servicio del 95%? a = 15/60 = 0,25 erlangs -> A = 500 x a = 125 erlangs 125 erlangs x 1,1 servidores/erlang = 137,5 servidores 137,5 servidores x 4 Mbps/servidor = 550 Mbps

6 Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicación Departamento de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones Sistemas de Telecomunicación 18 de Septiembre de 2007 Problema Primero Desde la directiva europea del año 2000 sobre el unbundling local loop, ya es posible que dos o más operadores compartan pares metálicos de un mismo cable, tal y como se ilustra en la figura adjunta. PdP del OT ADSL ADSL Cable ya Existente, de metros (200 pares, Φ = 0,405 mms) Cliente_OT Cliente_OT Cliente_NO Nuevo cable, de 500 metros, de Interconexión entre Operadores (50 pares, Φ = 0,405 mms) Cliente_NO ADSL ADSL PdP del NO PdP -> Punto de Presencia OT -> Operador Tradicional NO -> Nuevo Operador No obstante, ello acarrea cierta complejidad al análisis de coexistencia de los sistemas (ADSL2Plus/POTS y con modalidad FDM, en el presente caso) de los distintos operadores, debido al diferente recorrido de los mismos. Y, en dicha línea, se desea: 1_ Número de subcanales disponibles si debido a una intensa interferencia de la radiodifusión-am se descarta la utilización de dicha banda (desde, aproximadamente, khz hasta khz). Sistemas de Telecomunicación / Examen del 18-Septiembre-2007 (hoja 5 de 12)

7 2_ Supuesto predominante el ruido de diafonía NEXT 1, asumiendo que todos los clientes (tanto del nuevo operador como del tradicional) reciben con la misma potencia, considerando que el 75% de los pares de los cables soportarán sistemas ADSL2Plus, presumiendo plana 2 la característica de transferencia del subcanal, tomando como referencia un subcanal (virtual, en este caso) de 750 KHz 3 de frecuencia central, y barajando un margen operativo de seguridad de 6 db, calcúlese la relación (S/N). 3_ Considerando, con independencia de los resultados antes obtenidos, que el número de subcanales disponibles es de 200 y que la relación (S/N) es de 33 db, cuál será la capacidad máxima (Mbps) que los operadores podrán ofrecer a sus clientes 4? 4_ Si el nuevo operador emite con una densidad espectral de -36,5 dbm/hz, con qué densidad deberá emitir el operador tradicional para que la relación (S/N) de sus clientes sea la misma que la ofrecida por el nuevo operador? apartado 1º 2º 3º 4º valoración Representando s el número de sistemas interferentes, puede ser útil la expresión: H ,6 3 NEXT( f ) = knext fhz = 0,85 10 s fhz 2 Característica de transferencia del subcanal plana, tanto para la señal como para el ruido. 3 A dicha frecuencia, y para el calibre φ = 0,405 mms, se estima una atenuación de 14 db/km. 4 Considerense al respecto los valores PEB = 10-7 y K = 3.5, que para el estándar ADSL (UIT- T/G.992.1, de 1999) se traducen en la expresión: 3 ( S / N) 3 ( S / N) n log2 1 = log2 1 log 1 + 0, 09 2 PEB ln( ) ln K 3,5 la cual debe completarse con la ganancia de Trellis, estimada en 2 db, que aporta el estándar ADSL2Plus (UIT-T/G.992.5, de 2003), bien reduciendo la potencia requerida en recepción (a igualdad de potencia transmitida), bien incrementando la potencia transmitida (para condiciones similares en recepción),. Sistemas de Telecomunicación / Examen del 18-Septiembre-2007 (hoja 6 de 12) S N

8 Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicación Departamento de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones Sistemas de Telecomunicación 18 de Septiembre de 2007 Problema Primero (resolución) 1_ Número de subcanales disponibles si debido a una intensa interferencia de la radiodifusión-am se descarta la utilización de dicha banda (desde, aproximadamente, khz hasta khz). ADSL2Plus/POTS/FDM -> downstream: khz Radiodifusión-AM: 526, ,250 khz -> [ (526, ) + ( ,250) ] / 4,3125 = 230 subcanales 2_ Supuesto predominante el ruido de diafonía NEXT, asumiendo que todos los clientes (tanto del nuevo operador como del tradicional) reciben con la misma potencia, considerando que el 75% de los pares de los cables soportarán sistemas ADSL2Plus, presumiendo plana la característica de transferencia del subcanal, tomando como referencia un subcanal (virtual, en este caso) de 750 KHz de frecuencia central, y barajando un margen operativo de seguridad de 6 db, calcúlese la relación (S/N). S N = 0,6 3 / 2 ( 0, ) ( ) 14 no min al 0, = 8.997,97 = 39,54 db -> (S/N) efectiva = 39,54 6 = 33,54 db 1 3_ Considerando, con independencia de los resultados antes obtenidos, que el número de subcanales disponibles es de 200 y que la relación (S/N) es de 33 db, cuál será la capacidad máxima (Mbps) que los operadores podrán ofrecer a sus clientes? (S/N)* = (S/N) efectiva + G Trellis = = 35 db = 3.162,277 n = log 2 (1 + 0,09 x 3162,277) = log 2 285,6 = 8,15 = 8 C = (8 x 4) x 200 = kbps = 6,4 Mbps Sistemas de Telecomunicación / Examen del 18-Septiembre-2007 (hoja 7 de 12)

9 4_ Si el nuevo operador emite con una densidad espectral de -36,5 dbm/hz, con qué densidad deberá emitir el operador tradicional para que la relación (S/N) de sus clientes sea la misma que la ofrecida por el nuevo operador? -36,5 dbm/hz = 2,2387 x 10-4 mw/hz -> 2,2387 x 10-4 x (2500/3000) = 1,8656 x 10-4 mw/hz = -37,29 dbm/hz Sistemas de Telecomunicación / Examen del 18-Septiembre-2007 (hoja 8 de 12)

10 Se contempla el despliegue de una red EPON (Ethernet over Passive Optical Network) para el mercado residencial, al que se le ofrece un paquete indiviso de tres servicios que pueden utilizar simultáneamente: Dos canales de telefonía_ip, a razón de 11 Kbps/canal Dos canales de acceso a Internet, con downstream máximo de 1,489 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 20% (para todos los servicios ).y sabiendo que la capacidad de la red EPON es de 1 Gbps, se desea: 1º Número de ONUs que, atendiendo exclusivamente a razones de tráfico (caudal), pueden asociarse a cada OLT. 2º Razón de división (1/16 o 1/32) de los splitters a instalar, sabiendo que priman más las razones de índole económica --menor número de OLTs,...-- que el alcance (Kms) de la red. 3º Considerando, con independencia del tipo de splitter que se producen una pérdidas de inserción del orden de 3 db, determínese el alcance (Kms) máximo de la red óptica (distancia OLT ONU), sabiendo que la atenuación de la fibra es de 0,3 db/km, y que se considera admisible un margen de pérdidas de 40 db. 4º Calcúlese el coste de la red EPON necesaria para atender a una ciudad de viviendas, asociadas cada una a un ONU, considerando los siguientes precios: o Instalación de fibra: 2500 / Km o OLT: o ONU: o Splitter de razón 1:32: o Splitter de razón 1:16: 800 ellas suscritas al paquete de servicios considerado, si los costes unitarios de la OLT, del splitter (de razón 1/32) y de la ONU fueran de, respectivamente euros, euros, y euros. 1. Ya que la capacidad nominal de EPON es de 1Gbps, y que cada usuario requiere 10 Mbps (suma de los tres servicios), tendremos que cada ONU puede atender simultáneamente a (concurrencia del 100%) que, de acuerdo al siguiente diagrama: 1000/10 = 100 usuarios Equivalen a 100 ONUs por cada OLT Pero, contando con una concurrencia límite del 20 %, esta cifra se multiplica por 5. Es decir: 500 ONUs / OLT 2. En EPON, sólo se contempla splitters de razón 1:16 y 1:32 puesto que los de razón 1:64 sólo son aplicables hoy día a GPON.

11 Para conseguir la relación 1:500, deberá emplearse dos etapas de split. De modo que podrían emplearse, en una primera etapa, splitters de razón 1:32 y, en la segunda etapa, splitters de razón 1:16 puesto que = 512 > Las pérdidas de señal vendrán dadas por a) División de potencia encada splitter: o En los de 1:32, serán de 10 log 32 = 15,05 db o En los de 1:16,serán de 10 log 16 = 12,04 db Total pérdidas en splitters = 33,09 db o Por inserción (dos splitters en cascada): 2 3 =6 db b) Pérdidas en la fibra: 0,3 K siendo K la distancia (en Km) que cubre la señal del OLT a los ONUs De modo que puede decirse que 40 = 33,09 + 0,3 K => K = 23 Km 4. Los costes serán podrán estimarse para una arquitectura en estrella, que divida la ciudad en sectores con cobertura de un OLT, por ejemplo: a) Número de sectores: / 500 = 30 b) Coste de cada sector: o De la FO: = o Del OLT: o Un splitter de 1:32: o 32 splitters de 1:16: = Total = o Coste total de la ciudad: = Nótese que si el requisito de pérdidas en la red óptica hubiera sido inferior a los 33 db, no se hubiera podido establecer un split en cascada y sólo se hubiera podido ligar 32 ONUs a cada OLT con lo que el coste total hubiera sido muy superior.

12 Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicación Departamento de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones Sistemas de Telecomunicación 15 de Junio de 2007 Problema Primero Se desea realizar un análisis preliminar de costes, comparativo, de las tecnologías EPON y GPON, a cuyo efecto se considera la siguiente configuración, típica, de las mismas: EPON GPON Caudal de OLT Downstream 1 Gbps 2,488 Gbps (régimen de trama) Upstream 1 Gbps 1,244 Gbps Razón de división óptica hasta 16 hasta 64 * Se supone que cada sistema emplea una fibra, mediante el uso de WDM. Y, en dicha línea, se desea: 1_ Supuesta una capacidad downstream/upstream por cliente de 70/30 Mbps, determínese el número máximo de clientes (ONU/ONT) por OLT para tasas de concurrencia del 10%, 20% y 30%, cumplimentando al efecto la tabla adjunta. NUMERO MÁXIMO DE CLIENTES (ONU/ONT) POR OLT EPON Downstream Upstream GPON Downstream Upstream Tasa de Concurrencia 10% 20% 30% 2_ Considerando exclusivamente los costes de las OLT, a razón de para EPON y de euros para GPON, y de las ONU/ONT, de 300 euros para EPON y 400 euros para GPON, calcúlese el coste unitario por cliente (ONU/ONT) para un despliegue piloto de clientes, cumplimentando al efecto la tabla adjunta.

13 COSTE, en EUROS, UNITARIO POR CLIENTE (ONU/OLT) EPON GPON Tasa de Concurrencia 10% 20% 30% 3_ Supuesta una tasa de concurrencia del 20%, determínese el número máximo de clientes (ONU/ONT) por OLT para capacidades downstream/upstream por cliente de 35/15, 70/30 y 100/100 Mbps, cumplimentando al efecto la tabla adjunta. NUMERO MÁXIMO DE CLIENTES (ONU/ONT) POR OLT EPON Downstream Upstream GPON Downstream Upstream Capacidad D/L 35/15 70/30 100/100 4_ Asumiendo el escenario del apartado anterior (3_) y barajando los costes de OLT y ONU/ONT del apartado 2_, calcúlese el coste unitario por cliente (ONU/ONT) para un despliegue piloto de clientes, cumplimentando al efecto la tabla adjunta. COSTE, en EUROS, UNITARIO POR CLIENTE (ONU/OLT) EPON GPON Capacidad D/L 35/15 70/30 100/100 Apartado 1º 2º 3º 4º Valoración 2,5 2,5 2,5 2,5

14 Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicación Departamento de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones Sistemas de Telecomunicación 15 de Junio de 2007 Problema Primero (resolución) 1_ Supuesta una capacidad downstream/upstream por cliente de 70/30 Mbps, determínese el número máximo de clientes (ONU/ONT) por OLT para tasas de concurrencia del 10%, 20% y 30%, cumplimentando al efecto la tabla adjunta. EPON (downstream) -> mín [1.000 = 70 x N ONU/ONT x TasaC], 16 EPON (upstream) -> mín [1.000 = 30 x N ONU/ONT x TasaC], 16 GPON (downstream) -> mín [2.488 = 70 x N ONU/ONT x TasaC], 64 GPON (upstream) -> mín [1.244 = 30 x N ONU/ONT x TasaC], 64 NUMERO MÁXIMO DE CLIENTES (ONU/ONT) POR OLT EPON Downstream Upstream GPON Downstream Upstream Tasa de Concurrencia 10% 20% 30% 2_ Considerando exclusivamente los costes de las OLT, a razón de euros para EPON y de euros para GPON, y de las ONU/ONT, de 300 euros para EPON y 400 euros para GPON, calcúlese el coste unitario por cliente (ONU/ONT) para un despliegue piloto de clientes, cumplimentando al efecto la tabla adjunta. EPON -> 2000 / 16 = 125 OLTs -> CosteUnitario = (125 x x 300) / 2000 = 3.660,0 euros GPON -> 2000 / 64 = 31,25 -> 32 OLTs -> CosteUnitario = (32 x x 400) / 2000 = 1.833,6 euros COSTE, en EUROS, UNITARIO POR CLIENTE (ONU/OLT) EPON 3.660, , ,0 GPON 1.833, , ,6 Tasa de Concurrencia 10% 20% 30%

15 3_ Supuesta una tasa de concurrencia del 20%, determínese el número máximo de clientes (ONU/ONT) por OLT para capacidades downstream/upstream por cliente de 35/15, 70/30 y 100/100 Mbps, cumplimentando al efecto la tabla adjunta. EPON (downstream) -> mín [1.000 = Capc. x N ONU/ONT x 0,2], 16 EPON (upstream) -> mín [1.000 = Capc. x N ONU/ONT x 0,2], 16 GPON (downstream) -> mín [2.488 = Capc. x N ONU/ONT x 0,2], 64 GPON (upstream) -> mín [1.244 = Capc. x N ONU/ONT x 0,2], 64 NUMERO MÁXIMO DE CLIENTES (ONU/ONT) POR OLT EPON Downstream Upstream GPON Downstream Upstream Capacidad D/L 35/15 70/30 100/100 4_ Asumiendo el escenario del apartado anterior (3_) y barajando los costes de OLT y ONU/ONT del apartado 2_, calcúlese el coste unitario por cliente (ONU/ONT) para un despliegue piloto de clientes, cumplimentando al efecto la tabla adjunta. EPON -> 2000 / 16 = 125 OLTs -> CosteUnitario = (125 x x 300) / 2000 = 3.660,0 euros GPON 64 -> 2000 / 64 = 31,25 -> 32 OLTs -> CosteUnitario = (32 x x 400) / 2000 = 1.833,6 euros GPON 62 -> 2000 / 62 = 32,25 -> 33 OLTs -> CosteUnitario = (33 x x 400) / 2000 = 1.878,4 euros COSTE, en EUROS, UNITARIO POR CLIENTE (ONU/OLT) EPON 3.660, , ,0 GPON 1.833, , ,4 Capacidad D/L 35/15 70/30 100/100