Μάθημα : ΤΔ602 - Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα ΙΙ (Θεωρία)

Κωδικός : CIED108

CIED108  -  ΠΑΡΑΣΚΕΥΑΣ ΜΙΧΑΛΗΣ

Τέστ αυταξιολόγησης με ερωτήσεις ελεύθερου κειμένου (34 ερωτήσεις)

Ερώτηση 1 (Ελεύθερου Κειμένου — 0 βαθμοί) 

Άσκηση 07 - Ένα modem λειτουργεί με αποδοτικότητα εύρους ζώνης 4 bit/sec/Hz και χρησιμοποιεί 256 σύμβολα. Ο ρυθμός μετάδοσης συμβόλων είναι 1000000Symbols/sec. Πόσα bit ανά σύμβολο μεταφέρει; Ποιος είναι ο ρυθμός μετάδοσης Bit; Πόσο είναι το χρησιμοποιούμενο εύρος ζώνης; Για να υπό-διπλασιαστεί το ρυθμός μετάδοσης πόσα σύμβολα πρέπει να χρησιμοποιούνται:

Απάντηση: Εφόσον έχουμε 256 σύμβολα αυτό σημαίνει ότι έχουμε

log(2)256  =  8 bit/symbol. Ο ρυθμός μετάδοσης bit θα είναι

8 bit/symbol * 1000000 symbols/s  =  8000000 bit/s.

Για να υποδιπλασιαστεί ο ρυθμός μετάδοσης θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν 16 σύμβολα, αφού 8000000 / 2  =  4000000. Για να έχουμε 400000 bit/s θα πρέπει η σχέση να γίνει ως εξής:


4 bit/symbol * 1000000 symbols/s  =  4000000 bit/s

Εφόσον έχουμε 4 bit/symbol τότε ο αριθμός των συμβόλων είναι 2^4 = 16.

Ερώτηση 2 (Ελεύθερου Κειμένου — 0 βαθμοί) 

Ερώτηση 08 - Να περιγράψτε τη διαμόρφωση ASK. Τι φάσμα παρουσιάζει; Περιγράψτε 2 τρόπους δημιουργίας δυαδικού ASK. Σχεδιάστε ένα παράδειγμα όπου να φαίνεται μια δυαδική ακολουθία και το διαμορφωμένο ASK σήμα κατά αντιστοιχία.

Απάντηση: Στη διαμόρφωση ASK τα σύμβολα παριστάνονται ως διακριτές τιμές πλάτους ενός φέροντος συγκεκριμένης συχνότητας. Στη 2αδική ASK χρειάζονται 2 μόνο καταστάσεις συμβόλων. Έτσι το φέρον ή ενεργοποιείται ή διακόπτεται, γι’ αυτό ονομάζεται επίσης διαμόρφωση On-Off. Η διαδικασία της διαμόρφωσης μπορεί να θεωρηθεί ως ο πολλαπλασιασμός του σήματος βασικής ζώνης με το φέρον. Το διαμορφωμένο φάσμα είναι συμμετρικό ως προς τη συχνότητα του φέροντος. 

Ερώτηση 3 (Ελεύθερου Κειμένου — 0 βαθμοί) 

Ερώτηση 12 - Περιγράψτε τη διαμόρφωση ASK. Τι φάσμα παρουσιάζει; Περιγράψτε δύο τρόπους δημιουργίας δυαδικού ASK και δυο τρόπους αποδιαμόρφωσης (Coherent και Non-Coherent). Ποιος τρόπος αποδιαμόρφωσης παρουσιάζει καλύτερη απόδοση BER και γιατί;

Απάντηση: Η διαμόρφωση ASK είναι ένας τύπος διαμόρφωσης στην οποία τα δεδομένα (baseband σήμα) μεταβάλλουν το πλάτος ενός φέροντος bandpass σήματος. Συνήθως ορίζουμε το πλάτος του φέροντος στα +5V για λογική τιμή 1, και στα 0V για λογική τιμή 0.
Ο 1ος τρόπος για να επιτύχουμε ASK διαμόρφωση είναι να πολλαπλασιάσουμε το σήμα δεδομένων με το φέρων. Ο 2ος είναι να χρησιμοποιήσουμε έναν διακόπτη ο οποίος ελέγχεται από τα δεδομένα. Αν τα δεδομένα κάθε χρονική στιγμή είναι 1 τότε ο διακόπτης αφήνει το φέρων να περάσει, ενώ αν είναι λογικό μηδέν περνάνε απλώς τα 0V.
 Για μη σύμφωνη αποδιαμόρφωση μπορεί να χρησιμοποιηθεί κύκλωμα ανάκτησης του πλάτους του φέροντος χρησιμοποιώντας μια δίοδο και ένα φίλτρο εξομάλυνσης. Αυτή η μέθοδος παρουσιάζει μεγαλύτερο BER παρουσία θορύβου, ενώ η σύμφωνη αποδιαμόρφωση η οποία υλοποιείται χρησιμοποιώντας ένα τοπικά παραγόμενο φέρων ίδιο με αυτό που χρησιμοποιήθηκε κατά την διαμόρφωση. Η μέθοδος είναι αποδοτικότερη καθώς παρουσιάζει μικρότερο BER αλλά απαιτεί πολυπλοκότερα κυκλώματα στο δέκτη καθώς το τοπικά παραγόμενο φέρων πρέπει να είναι κλειδωμένο στην φάση με το διαμορφωμένο φέρων. Το φάσμα που παρουσιάζει είναι συμμετρικό γύρω από την συχνότητα του φέροντος.

Ερώτηση 4 (Ελεύθερου Κειμένου — 0 βαθμοί) 

Ερώτηση 20 - Τι είναι το FTTx;

Απάντηση: Οι αρχιτεκτονικές που εφαρμόζονται στην κατασκευή οπτικών δικτύων ευρυζωνικής πρόσβασης αναφέρονται ως Fiber-To-The-x. και συνίσταται στην κατάληξη (ζευγών συνήθως) οπτικών ινών από το κτίριο του παρόχου μέχρι την κατοικία (FTTH) ή το κτίριο (FTTB) ή τη γειτονιά (FTTN) του συνδρομητή. Είναι φανερό ότι στα FTTx δίκτυα ένα τμήμα του τοπικού βρόχου έχει αντικατασταθεί από οπτική ίνα.

Ερώτηση 5 (Ελεύθερου Κειμένου — 0 βαθμοί) 

Άσκηση 05 - Ένας πομπός χρησιμοποιεί 64-QAM διαμόρφωση και επιτυγχάνει ρυθμό μετάδοσης 600 Kbit/s χρησιμοποιώντας 100 ΚΗz εύρος ζώνης. Ποιος είναι ο ρυθμός μετάδοσης συμβόλων και ποια η φασματική απόδοση του πομπού;

Απάντηση: Αφού έχουμε 64QAM, σημαίνει ότι έχουμε 64 διαφορετικά σύμβολα. Άρα έχουμε log(2)64  =  6 bit/symbol.

Ρυθμός μετάδοσης: 600 kbit/sec  =  600000 bit/sec

άρα ο ρυθμός μετάδοσης συμβόλων : 600 Kbit/sec / 6 bit/symbol  =  100000 symbol/sec.

Η αποδοτικότητα εύρους ζώνης είναι: 600000 bit/sec / 100 Hz  =  6000 bit/sec/Hz

Ερώτηση 6 (Ελεύθερου Κειμένου — 0 βαθμοί) 

Ερώτηση 05 - Πότε ένα φίλτρο είναι τύπου Nyquist. Ποια η χρησιμότητα των φίλτρων Nyquist σε ένα ψηφιακό σύστημα μετάδοσης;

Απάντηση: Ένα φίλτρο είναι τύπου Nyquist όταν έχει συνάρτηση μεταφοράς της οποίας η ζώνη μετάβασης μεταξύ passband και stopband είναι συμμετρική ως προς τη συχνότητα 0.5*1/Τs. Χρησιμοποιούνται για να ελέγχουμε τη διασυμβολική παρεμβολή έτσι ώστε να μην υποβαθμίζει την απόδοση ρυθμού σφαλμάτων της ζεύξης.

Ερώτηση 7 (Ελεύθερου Κειμένου — 0 βαθμοί) 

Άσκηση 01 - Ένα ψηφιακό σύστημα επικοινωνιών λειτουργεί με φασματική απόδοση 4 bits/s/Hz για να εξυπηρετεί ικανό αριθμό χρηστών. (i) Ποια είναι η ελάχιστη τιμή του λόγου E0/N0 ώστε να εξασφαλιστεί ότι οι χρήστες στις παρυφές της περιοχής κάλυψης θα έχουν επικοινωνία απαλλαγμένη από σφάλματα; (ii) Αν είναι επιθυμητός ο διπλασιασμός των χρηστών, πόσο περισσότερη ισχύ θα πρέπει να ακτινοβολεί ο σταθμός βάσης και οι συσκευές των χρηστών ώστε να διατηρηθεί η υπάρχουσα κάλυψη και η επικοινωνία να είναι απαλλαγμένη από σφάλματα;

Ερώτηση 8 (Ελεύθερου Κειμένου — 0 βαθμοί) 

Ερώτηση 13 - Αναφέρατε τις κυριότερες ενσύρματες και ασύρματες τεχνολογίες ευρυζωνικής πρόσβασης.

Απάντηση: Στις ενσύρματες τεχνολογίες περιλαμβάνονται: (α) οι «τεχνολογίες χαλκού», γνωστές και ως Ψηφιακές Γραμμές Συνδρομητή (xDSL), (β) οι «οπτικές τεχνολογίες», που χρησιμοποιούν οπτικές ίνες και υποδιαιρούνται σε τεχνολογίες Ενεργού Οπτικού Δικτύου (Active Optical Network) και σε τεχνολογίες Παθητικού Οπτικού Δικτύου (Passive Optical Network), (γ) τα δίκτυα «καλωδιακής τηλεόρασης» (Cable Networks) και (δ) οι «τεχνολογίες γραμμών ισχύος», που χρησιμοποιούν ηλεκτροφόρα καλώδια (Power Lines Communications).

Στις ασύρματες τεχνολογίες περιλαμβάνονται: (α) οι «τεχνολογίες ασύρματων τοπικών δικτύων» (Wireless Local Area Networks), που υποδιαιρούνται σε Wi-Fi και WiMAX, (β) οι «τεχνολογίες ασύρματης σταθερής πρόσβασης» (Fixed Wireless Access), (γ) οι «κινητές επικοινωνίες» (Mobile Communications), οι οποίες στην ουσία είναι τα δίκτυα κινητής τηλεφωνίας (3G / UMTS, 4G / LTE, 5G), και (δ) οι «δορυφορικές τεχνολογίες» (Satellite Access).

Ερώτηση 9 (Ελεύθερου Κειμένου — 0 βαθμοί) 

Ερώτηση 19 - Τι είναι η πυκνή πολυπλεξία στο πεδίο του μήκους κύματος (DWDM) και ποια τα οφέλη της;

Απάντηση: Η DWDM είναι μια παραλλαγή της πολυπλεξίας στο πεδίο του μήκους κύματος (WDM), η οποία υποστηρίζει τη διέλευση πολλών καναλιών (χρωμάτων) δεδομένων μέσα από μια οπτική ίνα. Εξασφαλίζει πολύ μεγάλη χωρητικότητα και καλύπτει αποστάσεις άνω των 1.500 km. Συγκεκριμένα, τα συστήματα DWDM μπορούν να μεταδώσουν μέχρι 160 κανάλια και να επεκτείνουν τον βασικό ρυθμό μετάδοσης δεδομένων από τα 10 Gbps στα πάνω από 1,6 Tbps. Η τεχνολογία DWDM είναι μια πολλά υποσχόμενη τεχνολογία, για μεταφορά δεδομένων μέσα από οπτικές ίνες, ειδικά σε δίκτυα κορμού, και αποτελεί μονόδρομο για την υλοποίηση δικτύων υπερυψηλών ταχυτήτων, όπως είναι το Gigabit Internet.

Ερώτηση 10 (Ελεύθερου Κειμένου — 0 βαθμοί) 

Ερώτηση 09 - Τι είναι η σύγχρονη αποδιαμόρφωση ενός σήματος; Τι πλεονέκτημα παρουσιάζει και τι απαιτεί για να υλοποιηθεί;

Απάντηση: Η σύγχρονη αποδιαμόρφωση ενός σήματος είναι η διαμόρφωση κατά την οποία χρησιμοποιείται ένα τοπικά παραγόμενο φέρων στον αποδιαμορφωτή (δέκτη). Πλεονέκτημα είναι το ότι έχει χαμηλότερο BER, απαιτείται όμως ακρίβεια του φέροντος στην φάση, οπότε απαιτεί PLL για το κλείδωμα φάσης, οπότε πολυπλοκότερο hardware.