1. Čo sa dosiahne vzorkovaním, kvantovaním a kódovaním spojitého signálu

Transcript

1 1. Čo sa dosiahne vzorkovaním, kvantovaním a kódovaním spojitého signálu Vzorkovaním, kvantovaním a kódovaním sa dosiahne to, že spojitý signál takzvane digitalizujeme, čo znamená, že pôvodne analógový signál prenášame pomocou číslicového signálu (prevedieme A/D prevodníkom), ktorý na prijímacej strane naspäť prevedieme na spojitý signál (D/A prevodník). Vplyvom kvantovania však dôjde k určitému skresleniu pôvodného signálu, ktoré už nie je možné na prijímacej strane odstrániť. Premena spojitého signálu na číslicový signál umožňuje prenášať spojité signály rovnako ako číslicové správy číslicovým prenosovým kanálom. Preto sa číslicové prenosové kanály postupne stávajú univerzálnymi kanálmi na prenos ľubovoľného typu signálu. 2. Vysvetlite podstatu PCM Podstatou pulzne kódovej modulácie sú tri základné operácie - vzorkovanie, kvantovanie a kódovanie. Základný princíp PCM modulácie môžeme vysledovať z obr Signálový priebeh u s je vzorkovaný obdobne ako pri impulznej amplitúdovej modulácii. Okamžité hodnoty jednotlivých vzoriek sú potom priradené k určitej kvantizačnej úrovni n (na obrázku je znázornených 8 kvantizačných úrovní 0-7). Každej úrovni je potom priradená určitá kódová kombinácia (na obrázku je 8 kombinácií v rámci troch kódových miest), ktoré predstavuje výstupný produkt tejto modulácie určený na prenos kanálom. V dôsledku nedokonalostí prenosových kanálov i prítomnosti rušivých napätí dochádza však ku skresleniu tohto digitálneho signálu. Preto je nutné tento signál na prijímacej strane najprv obnoviť (regenerovať) a až potom dekódovať. Presnosť okamžitých hodnôt jednotlivých vzoriek opäť závisí na kvantizačnom kroku (rozdielu amplitúd v intervale jedinej kvantizačnej úrovne). Okamžité hodnoty jednotlivých vzoriek sa potom demodulujú podobne ako pri amplitúdovej impulznej modulácii (PAM). Hlavnou nevýhodou PCM modulácie je relatívne veľká šírka potrebného frekvenčného pásma. Výhodou však je odolnosť proti rušivým napätím, ak nepresiahnu určitú hodnotu. PCM modulácia sa často používa v spojení s metódou viacnásobného prenosu signálu pomocou časového multiplexu.

2 Obr. 2.6 Princíp PCM modulácie a demodulácie 3. Uveďte primárne parametre homogénneho vedenia Sú to merný odpor R [Ω/km], merná indukčnosť L [mh/km], merná kapacita C [nf/km] a merná vodivosť G [μs/km]. Pre daný typ vedenia a danú frekvenciu sú to konštanty. 4. Uveďte vzťah kmitočtu a dĺžky elektromagnetickej vlny pre šírenie voľným priestorom [m; m/s, Hz] 5. Fázová rýchlosť šírenia v f sa výpočíta podľa vzťahu

3 6.Prečo musíme pri meraní impedančných porúch na vedení zvoliť vodnú meraciu frekvenciu Pretože merný útlm závisí od frekvencie - vedenie určitej fyzickej dĺžky môže byť pri rôznych frekvenciách rôzne elektricky dlhé. 7. Druhy a charakteristiky metalických vedení Telekomunikačné vedenie je tvorené dvojicou metalických vodičov (medených, bronzových, alumíniových nebo oceľových) v dvoch základných usporiadaniach: symetrický pár koaxiálni pár H symetrické vedenie (symetrický pár) - dvojica špirálovo stočených vodičov v kábli, - dvojica paralelných vodičov zavesených na izolátoroch, koaxiálne vedenie (koaxiálny pár) - dvojica súosích vodičov. Usporiadanie vodičov a elektromagnetické pole vznikajúce medzi vodičmi sú znázornené na obr Obr. 3.4 Elektromagnetické pole medzi pármi vodičov symetrického a koaxiálneho vedenia H - intenzita magnetického pole, E - intenzita elektrického pole E H 8. Ako je vnútro telekomunikačného kábla vytvorené : stáčaním káblových prvkov do polôh (vrstiev alebo skupín). Prvkom metalického kábla môžu byť: symetrické páry, symetrické štvorky, koaxiálne páry (koaxiálne trubky).

4 9. Nakreslite usporiadanie prenosovej cesty s optickým vláknom 10. Aké optické detektory poznáte: fotodetektor s jednoduchým PN prechodom - v tejto rýdzej forme sa v optických systémoch nepoužíva pre svoju nízku citlivosť, PIN dióda - fotodióda bez vnútorného zisku, do jej štruktúry je pridaná špeciálna vrstva polovodiča I zväčšujúca jej citlivosť a účinnosť, APD - lavínová fotodióda s vnútorným ziskom 11. Aká je imunita svetlovodu voči interferencii a presluchom Optický signál prechádzajúci svetlovodom nie je ovplyvňovaný prítomnosťou elektromagnetického rušenia z rôznych zdrojov v jeho okolí - je teda odolný voči interferencii. Ďalšou významnou výhodou optických vlákien v porovnaní s ich melalickými konkurentmi je fakt, že optická energie sa šíri vláknom iba jadrom a nevychádza za normálnych okolností vôbec mimo plášť. Tým sa významne zamedzí vzniku presluchov medzi jednotlivými vláknami optického kábla. 12. Čo je to numerická apertúra. Táto veličina charakterizuje schopnosť vlákna naviazať z okolitého prostredia do svojho jadra určitý optický výkon. Čím je väčší, tým je táto schopnosť väčšia a naopak. Matematicky je definovaná ako: NA = n 1 2 n 2 2 kde n 1 je index lomu jadra vlákna a n 2 je index lomu plášťa vlákna. Numerická apertura je bezrozmerná veličina menšia než jedna.

5 13. Charakterizujte spojovacie systémy 4. generácie Spojovacie systémy 4. generácie majú programové riadenie, spojovacie polia s časovým delením, kde sa využíva pulzne-kódová modulácia PCM na zakódovanie veľkosti amplitúd snímaných diskrétnych vzorkov analógového priebehu hovorového signálu. Spojovacie systémy 4. generácie sú digitálne spojovacie systémy. V našej verejnej sieti pracujú od r digitálne systémy S12 (Alcatel) a EWSD (Siemens). Nakreslite všeobecnú blokovú schému digitálneho spojovacieho systému Obr. 4.3 Všeobecná bloková schéma digitálneho spojovacieho systému, RSU - vzdialená účastnícka skupina (Remote Subscriber Unit), LSU - miestna účastnícka skupina (Local Subscriber Unit), TCU - sada analógových spojovacích vedení (Trunk Connection Unit), DLT - sada digitálnych spojovacích vedení (Digital Line Terminál), CP - programové riadenie (Central Processor), SP - spracovanie signalizácie (Signál Processing), SN - centrálne digitálne spojovacie pole (Switching Network). 14. Charakterizujte priestorové digitálne spojovacie pole Priestorové digitálne spojovacie pole umožňuje iba smerovanie sledu osmibitových slov určitého kanálového intervalu vstupného multiplexu do rovnomenného kanálového intervalu ľubovoľného výstupného multiplexu.

6 15. Charakterizujte časové digitálne spojovacie pole Časové digitálne spojovacie pole umožňuje zmenu kanálového intervalu, v ktorom prichádza sled osmibitových slov na vstup poľa, na ľubovoľný iný kanálový interval, v ktorom uvažovaný sled osmibitových slov z poľa odchádza. 16. Charakterizujte PCM (Pulzne kódová modulácia) Hovorový signál namodulovaný do elektrického sa vzorkuje 8000 krát za sekundu. Každá vzorka je zakódovaná 8-mi bitmi, čiže rýchlosť jedného kanálu je 64kbit/s. Takýto kanál sa v rámci PCM nazýva kanálový interval. PCM 1. rádu, obsahuje 32 kanálových intervalov (KI). Z toho vyplýva, že prenosová rýchlosť PCM rámca je 2,048 Mbit/s. 17. Charakterizujte hierarchické stupne SDH Základné signály synchrónnej digitálnej hierarchie sa nazývajú synchrónne transportné moduly STM-N, kde N vyjadruje hierarchický stupeň. Najnižší v hierarchii je STM-1, ďalší sa tvorí združovaním vždy štyroch signálov nižšieho rádu, takže nasledujú STM-4, STM-16, STM-64 - číslo N teda udáva, do koľkých signálov STM-1 je možné STM-N demultiplexovať. Tab. 4.2 Hierarchické stupne SDH STM-1 STM-2 STM-3 STM-4 155,52 Mbit/s 622,08 Mbit/s 2 488,32 Mbit/s 9 953, 28 Mbit/s 18. Prístup optickým vláknom k účastníkovi je nasledovný: FTTC (Fibre To The Curb) - optické vlákno končí vo vhodnom mieste v ONU a ďalej sa signály rozvádzajú k jednotlivým účastníkom metalickými káblami, FTTB (Fibre To The Building) - optické vlákno končí v ONU vo vnútri budovy a ďalej sa signály vedú metalickými káblami v podobe vnútorných účastníckych rozvodov, FTTO (Fibre To The Office) - optické vlákno je dovedené priamo k účastníkovi, ktorým je inštitúcia alebo firma, FTTH (Fibre To The Home) - optické vlákno dovedené až do účastníckych zásuviek. 19. Charakterizujte ISDN (digitálna sieť integrovaných služieb) Služba ISDN poskytuje možnosť: prostredníctvom jedného pripojenia využívať dva komunikačné kanály a tri volacie čísla,

7 používania internetu garantovanou rýchlosťou až 64 kbit/s a združením kanálov možnosť dosiahnutia násobku tejto rýchlosti, surfovania v internete a zároveň možnosť telefonovať alebo vykonávať aj iné druhy komunikácie súčasne, zistiť pri telefonovaní číslo volajúceho, alebo môže zostať utajený, ISDN upozorní na ďalší hovor a ten súčasne môže na chvíľu odložiť, alebo prichádzajúce volanie okamžite presmerovať na iné účastnícke číslo, prípadne zúčastniť sa videokonferencie. 20. Aké sú prípojky v Euro ISDN Prípojky ISDN sú dvojakého druhu: základný prístup (BRA - Basic Rate Access) 2B+D, kde na dvojdrôtovom účastníckom vedení sa pre každý smer prenosu vytvárajú dva časovo triedené informačné kanály B, každý s prenosovou rýchlosťou 64 kbit/s na prenos hovorových alebo dátových informácií, a jeden signalizačný kanál D s prenosovou rýchlosťou 16 kbit/s, primárny prístup (PRA - Primáry Rate Access) 30B+D, umožňuje v oboch smeroch prenášať 30 informačných kanálov B a jeden spoločný signalizačný kanál D s prenosovou rýchlosťou 64 kbit/s. Používa sa na pripojenie stredných a veľkých pobočkových ústrední na verejnú sieť ISDN, resp. na pripojenie sietí LAN na verejnú sieť ISDN. 21. Služby v ISDN sa delia na : Nosné služby Štandardné služby Doplnkové služby 22. Čo je to prenosnosť koncového zariadenia (TP) Klient si môže preniesť telefón do inej miestnosti bez prerušenia hovoru a môže ďalej pokračovať s aktuálnymi informáciami, ak má k dispozícii zásuvku prístupu. 23. Aké sú charakteristické vlastnosti FR (Frame Relay): využíva paketový prenos vhodná pre prerušovanú alebo nárazovú prevádzku predstavuje ideálne prostredie na prenos dát pomocou protokolov TCP/IP, IPX... je výborným prístupovým mechanizmom do ATM sietí 24. Charakterizujte MPLS MPLS (Multi Protocol Label Switching) sa vyznačuje kvalitou, rýchlosťou a bezpečnosťou prenášaných dát a zároveň ušetrí náklady na komunikáciu medzi

8 pobočkami firmy. Komunikácia prostredníctvom MPLS prebieha na báze protokolu IP (Internet Protokol) s podporou Quality of Service. 25. Aké sú výhody rádiových prístupových sietí: - pružné a rýchle zriaďovanie účastníckej prípojky bez potreby nákladného a zdĺhavého uloženia káblov, - inštalácia prípojok na odľahlých alebo ťažko prístupných miestach, - využitie v ťažko prístupných miestach alebo v miestach s malým počtom staníc, kde sa iná prístupová sieť neoplatí budovať. 26. Aké je rozdelenie prístupových sietí: - statický prístup: - centrálny prístup: - náhodný prístup: Pre širokopásmové bezdrôtové siete typu WLL (Wireless Local Loop) a siete typu FWA (Fixed Wireless Access sa: - vyžaduje priama viditeľnosť medzi základnou stanicou siete a účastníckym terminálom (resp. jeho anténnym systémom) - nevyžaduje priama viditeľnosť medzi základnou stanicou siete a účastníckym terminálom (resp. jeho anténnym systémom) 27. Charakterizujte bezdrôtové spojenia typu RLAN (Radio LAN) Bezdrôtové spojenia typu RLAN (Radio LAN) pracujú s prenosovou rýchlosťou 4 Mbit/s a ktoré umožňujú rýchle a efektívne bezdrôtové pripojenie pracovných staníc a mobilných staníc (napr. notebooky) priamo na servery alebo na segmenty lokálnej počítačovej siete LAN, ale aj bezdrôtovo prepojiť existujúce segmenty sietí LAN lokalizované vo vzdialených objektoch (v meste A a B) jedného podniku alebo organizácie. 28. Charakterizujte trunkingovú rádiovú sieť EDACS (Enhanced Digital Access Communication System) EDACS bol vyvinutý ako skupinovo orientovaný prostriedok mobilnej komunikácie s vysokou spoľahlivosťou a bezpečnosťou prevádzky a ako taký je určený predovšetkým bezpečnostným zložkám, všeobecne potom všetkým firmám s potrebou komunikácie so zamestnancami v teréne. Architektúra systému je distribuovaná, čo znamená, že spracovávanie informácií nie je sústredené do jedného bodu. Preto aj v prípade havárie určitého modulu sa systém nezrúti, ale uskutoční také opatrenia, ktoré umožnia pokračovanie v započatých operáciách. Systém využíva niekoľko vrstiev riadenia, ktoré sa navzájom kontrolujú a zaisťujú alternativne možnosti prevádzky.

9 29. Charakterizujte GPRS (General Packet Radio Service) GPRS (General Packet Radio Service) je technológiou mobilných sietí, ktorá bola vytvorená predovšetkým na prenos dát. Je založená na IP protokole, čo znamená, že prenos dát sa uskutočňuje v paketoch. Výhodou GPRS je predovšetkým nepretržité pripojenie k sieti (podobne ako pevná linka pri internete), možnosť rýchlejšieho prenosu dát a výhodnejšej tarifikácie - poplatky za prenos dát sa neurčujú podľa trvania prenosu, ale podľa objemu prenášanych dát. 30. Charakterizujte Bluetooth Bluetooth využíva v elektronických prístrojoch rádiové čipy, ktoré umožňujú pripojiteľnosť nad RF pásmo 2.4 GHz (rádiofrekvencie). Špecifikácia Bluetooth definuje dve prenosové pásma pre sieťové prepojenie užívateľských terminálov. Toto pásmo je v rozmedzí medzi 10 m a 100 m bez potreby priamej viditeľnosti. Rádiové prepojenie je schopné prenášať hlas a dáta do maximálnej kapacity 720 kbit/s na jeden kanál. 31. Z čoho pozostáva základná štruktúra siete GSM Základnú štruktúru systému GSM, ktorá je znázornená na obrázku 10.5, je možné rozdeliť na tri základné časti (subsystémy): - subsystém základňových staníc BSS (Base Station Subsystem), - sitový spojovací subsystém NSS (Network Switching Subsystem), - operačný subsystém OSS (Operation Subsystém). 32. Definujte tri štandardy GSM Počas vývoja tak vznikli tri štandardy líšiace sa predovšetkým použitým frekvenčným pásmom a počtom kanálov: GSM 900 pracujúci v pásme 900 MHz, max. 2x 124 kanálov, šírka pásma 2x25 MHz, GSM 1800 pracujúci v pásme 1800 MHz, max. 2x 374 kanálov, šírka pásma 2x75 MHz, GSM 1900 pracujúci v pásme 1900 MHz, max. 2x298 kanálu, šírka pásma 2x75 MHz. Variant GSM 1900 je preferovaný pre používanie na americkom kontinente a nie je ho možné použiť v Európe, lebo neodpovedá tu štandardizovaným parametrom.

10 33. Aké sú frekvenčné pásma UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) Vo frekvenčnom spektre mobilných komunikácií sú pre UMTS vyhradené dve frekvenčné pásma MHz a Mhz. 34. Nakreslite základnú architektúru systému UMTS Systém UMTS môžeme, podľa špecifikácií vydaných ETSI, rozdeliť z funkčného hľadiska do troch základných blokov. Základom UMTS je stredová sieť (CN Core network), slúži na uchovávanie a prácu s údajmi užívateľov a prepájanie siete UMTS do iných sietí. Stredová sieť sa cez rozhranie Iu prepája na prvky prístupovej siete (UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network). Tá pozostáva z bázových staníc a ich riadenia. Do prístupovej siete sa pomocou rádiového rozhrania Uu pripája terminál užívateľské zariadenie (UE user equipment). 35. Vymenujte používajú tri základné druhy telekomunikačných družíc: Kozmické komunikácie používajú tri základné druhy telekomunikačných družíc: GEO (Geostationary Earth Orbit) - geostacionárne družice, ktorých obežná dráha je vo výške km, doba obehu je zhodná s rýchlosťou otáčania Zeme, pre pozemského pozorovateľa sú teda nehybné, MEO (Medium Earth Orbit) - družice so strednou kruhovou dráhou, výška nad km, doba obehu okolo 5 hodín, LEO (Low Earth Orbit) - družice s nízkou kruhovou dráhou, obežná dráha týchto družíc sa nachádza vo výške zhruba km, doba obehu je minút. 36. Charakterizujte družicový systém Irídium Radí sa k projektom LEO. Názov Irídium" bol odvodený od skutočnosti, že prvok irídium obsahuje 77 valenčných elektrónov, a to bol práve počet pôvodne plánovaných družíc. V priebehu vývoja sa ukázalo, že na zabezpečenie prevádzky postačí 66 družíc + 6 družíc záložných, ale pôvodný názov už zostal v platnosti. Družice sa pohybujú v 6 obežných rovinách vo výške 780 km nad Zemou. Doba obehu je 101 minút. Každá družica váži 689 kg. Základná komunikačná štruktúra systému je zobrazená na obr Prevádzka siete je podobná prevádzke v pozemných bunkových sieťach, rozdiel je v tom, že základňové stanice (pozemné riadiace stanice - Gateway) nekomunikujú s mobilnými stanicami priamo, ale cez telekomunikačné družice. Úlohou týchto základňových staníc je hlavne sledovať pohyb účastníka, riadiť jeho komunikáciu a zaisťovať prechod do iných komunikačných sietí.

11 37. Aké siete prevádzkuje Energotel, a.s. Energotel, a.s. prevádzkuje moderné a robustné telekomunikačné systémy sieť optických aj metalických vedení, siete prenosových zariadení, siete pobočkových telefónnych ústrední, rádiové siete a podobne. Ide o siete prenosových zariadení SDH a PDH, pričom nad sieťami SDH je inštalovaná aj sieť ATM. Ďalej spoločnosť Energotel, a.s. pripravuje nasledovné technológie: WI-FI, DWDM, MPLS. 38. Charakterizujte bezpečnosť GSM-bankingu Bezpečnosť GSM-bankingu je spravidla dvojúrovňová: prístup k vybraným službám bankovým PIN kódom - identifikácia klienta sa vzťahuje k SIM karte klienta, resp. k číslu mobilného telefónu s bezpečnostným čipom, ktorý v kombinácii s PIN kódom jednoznačne identifikuje klienta a v prípade niekoľkých neúspešných pokusov o zadanie tohto kódu je banková aplikácia uzamknutá. Odblokovať SIM kartu môže operátor konkrétnej používanej mobilnej siete GSM na osobnú žiadosť klienta. všetky údaje, ktoré sa vymieňajú medzi bankou a klientom vo forme SMS správ, sú šifrované - šifrovanie správy zabezpečuje algoritmus implementovaný na čipe SIM karty.