Exame de Redes de Telecomunicações

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1 Exame de edes de Telecomunicações Mestado em Engenhaia Electotécnica e de Computadoes Exame (ª Época) 1 de Feveeio de 010 Duação: 3 h esponda sucinta, mas completamente às questões postas, justificando convenientemente as suas espostas. Gupo I ( 6.5 valoes ) 1. Considee a ede de telecomunicações epesentada na Figua 1. Admita que os elementos de ede pesentes nas instalações do ISP() são idênticos aos elementos pesentes nas instalações do ISP(1), e que o sinal GigE(1) é um sinal Gigabit Ethenet destinado ao ISP(1), enquanto o GigE () é um sinal do mesmo tipo mas é destinado ao ISP(). a) (1 val.) Indique quais são os elementos de ede coespondentes à camada de tanspote, qual é a topologia física dessa componente de ede e tês das suas funcionalidades. b) (1.5 val.) A camada de ede efeida na alínea anteio seve difeentes edes de seviços. Identifique quais são essas edes, e paa cada uma delas dê um exemplo de um elemento de ede. Explique ainda qual é a topologia lógica que está associada à conectividade popocionada pela camada de tanspote e apesente a matiz de pedidos que desceve essa topologia.. (1 val.) Explique qual é a difeença ente cicuitos comutados e cicuitos semi-pemanentes. Indique quais são os planos de ede que intevêm no estabelecimento desses cicuitos e tendo como efeência a Fig. 1 indique em que edes é que são usados cada um desses cicuitos. 3. ( val.) Atendendo à estutua da cental local da Figua 1, indique quais são os seviços popocionados aos clientes sevidos po essa cental. Classifique esses seviços quanto às exigências feitas à ede em temos de lagua de banda. Explique ainda qual é a função do OLT (Optical Line Teminal) e indique qual é o dispositivo coespondente ao bloco assinalado po um ponto de inteogação e qual é o seu papel.. (1val.) Na ede em consideação há utilizadoes que estão ligados ao DSLAM atavés de um pa simético, enquanto outos utilizadoes estão ligados ao OLT atavés de uma fiba óptica (po cada casa). Nos dois cenáios descitos explique como é possível gaanti uma comunicação bidieccional. Gupo II ( 6 valoes ) 1. (1.5 val.) Explique quais foam as azões que motivaam a evolução da Ethenet half-duplex paa a Ethenet comutada (full-duplex), e no que é que consistiu essa evolução. Que poblema é que o pocesso de difusão pode causa numa ede Ethenet comutada, quando se está em pesença de malhas fechadas? Como é que esse poblema pode se ultapassado? 1

2 . (.5 val.) Petende-se calcula a eficiência máxima de uma EPON que seve 3 s, tendo pesente que o tempo de guada é igual a.5 μs, que o tempo de ciclo é igual a 1 ms e que os cabeçalhos das mensagens de contolo e de descobeta eduzem a eficiência em %. Admita que se usa um código de linha 8B/10B. Calcule ainda a taxa de tansfeência líquida po, tendo pesente que o débito na linha é igual a 1.5 Gbit/s e que a taxa de utilização (s activos simultaneamente) é igual a 50%. 3. ( val.) Considee uma GPON (.88/1. Gb/s), cuja aquitectua física está epesentada na Figua. Admita que essa GPON supota 3 s e que L a + L d = 0 km. O ecepto da é caacteizado po uma sensibilidade de -1 dbm (@. 88 Gb/s) e po uma potência de sobecaga de -1 dbm (Classe B). O coeficiente de atenuação da fiba óptica é igual a db/km (@ 1310 nm) e 0.5 db/km (@ 190 nm) e a penalidade devida à dispesão é despezável no compimento de onda de 1310 nm e é igual a 0.7 db no compimento de onda de 190 nm. A atenuação dos conectoes e as pedas de inseção dos acopladoes do epatido são de 0. db e a atenuação do duplexo é de 1 db. Nesta situação, detemine a potência óptica mínima e máxima da fonte óptica da OLT, admitindo que se petende gaanti uma magem de funcionamento de 1dB. Gupo III ( 7.5 Valoes ) 1. A tama da º hieaquia plesiócona ITU-T G75 tem a estutua epesentada na Figua. Tendo pesente que o débito nominal do sinal E é igual a 8.8 Mb/s e que os tibutáios E1 possuem um débito de.08 Mb/s detemine: a) (0.5 val.) A eficiência máxima e mínima da tama. b) (1 val.) A flutuação máxima dos tibutáios E1 que é possível acomoda pelo mecanismo de justificação. c) (1 val.) A pecisão mínima do elógio associados aos tibutáios E1 de modo a gaanti que o peíodo de slips não ultapasse 3 s, quando a justificação do E não está activa.. (1 val.) Um sistema WDM supota 3 compimentos de onda. Tendo pesente que a cada compimento de onda coesponde uma capacidade STM-6, detemine o númeo de cicuitos telefónicos supotados po esse sistema. 3. Considee a ede SDH de nova geação constituída pelos 5 s (Multisevice Povisioning Platfom) epesentada na Figua 1. Essa ede é uma ede unidieccional com duas fibas ópticas. a) (1 val.) Detemine a estutua do gupo de concatenação vitual que optimiza o tanspote de um sinal 1 Gbit Ethenet. b) (1 val.) Atendendo às ligações epesentadas na figua em análise indique qual é a hieaquia SDH mínima equeida e dimensione o B (capacidade de linha, tipos de catas e númeo de potos po cata). Nota: indique todos cálculos que pemitem chega aos paâmetos pedidos entando com o númeo de contentoes vituais (VCs). c) (1 val.) Como é que os esultados da alínea anteio se alteavam se consideasse um anel bidieccional com potecção patilhada de secção de multiplexagem (MS-SPING)? Indique também os cálculos intemédios consideando VCs. d) (1 val.) Tendo pesente que na ede em estudo o caminho coespondente ao sinal GigE()usa um esquema de potecção de caminho 1+1, desceva o pocesso de ecupeação da ede em pesença de um cote no pa de fibas ente os s C e D. epesente esse caminho antes e depois da opeação de ecupeação te tido luga.

3 Cental de Tânsito ede Telefónica Comutado Digital E3 E3 Pincipal E A Anel unidieccional com duas fibas B GigE(1)? DSLAM ILA ILA F F P D Sentido do táfego em estado nomal C GigE() OLT 0 GigE () ISP() GigE (1) ISP(1) Comutado Ethenet Óptico Cental Local Comutado Ethenet oute IP Figua1. Exemplo de uma ede de telecomunicações. PET 8 8 de de de 8 63 conjuntos de Seviço Contolo de justificação Figua. Estutua da tama do sinal E G75. Justificação: de justificação positiva + de justificação negativa VC-3 AU-3 DS3:.736 Mb/s E3: Mb/s DS: 6.31 Mb/s C-3 C- VC-3 VC- TU-3 TU- 7 3 AUG N STM-N STM-1=155.5 Mb/s E1:.08 Mb/s DS1: 1.5 Mb/s C-1 C-11 VC-1 VC-11 TU-1 TU-11 TUG- 3 7 TUG-3 3 VC- AU- E: Mb/s C- ao Figua 3. Estutua de multiplexagem da SDH. 3

4 Conectoes óptico λa=1310 nm OLT La 1: Ld λd=190 nm Figua. Estutua da camada física de uma GPON. Tabela1: Valoes da função complementa de eo x efc(x) x efc(x) x efc(x) x efc(x) x efc(x) x efc(x) E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E-17 Tabela : Constantes Designação Símbolo Valo Velocidade da luz no vazio c m/s Constante de Planck h J s Constante de Boltzmann k J/K Caga do electão q C Fomuláio de edes SDH N N Ne azão de eos gavemente eados: SES = pb pb N = N N (1 ) 0.3 e e N Ne N(0.3 p ) B Apoximação paa SES: SES efc se NpB (1 pb ) >> 1 NpB (1 pb ) 1 Apoximação paa a efc: efc( x) exp( x ) se x 3 π x

5 Fomuláio de edes Ópticas elação ente a banda c Δυ e a banda Δ λ : Δν Δλ λ 0 elação ente a pobabilidade de eo e o paâmeto Q: P e = 1 efc Q espostividade: ηq λ = hυ ; Sensibilidade do ecepto PIN: P 1 + = 1 Q σ λ c Atenuação de um epatido óptico passivo: A = 10log10 ( N) + Ad log N (db) 5