1 Στόχο: 1 η Γραπτή Εργασία ΠΛΗ 23 Ακαδημαϊκό Έτο 2012-2013 (Τόμο Α, Κεφάλαια 1-3) Ημερομηνία Παράδοση 18/11/2012 Άσκηση 1 Στο πλαίσιο τη εκπαιδετική ύλη το Α Τόμο, ο στόχο τη άσκηση είναι να εξοικειωθεί ο/η φοιτητή/τρια: 1. με τη φιλοσοφία των δικτύων τηλεματική πο χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά τη πληροφορία 2. με τη διαχείριση τη πληροφορία σύμφωνα με τα τεχνικά χαρακτηριστικά των δικτύων τηλεματική Απαραίτητε γνώσει: Κεφάλαιο 1, το Τόμο Α Κεφάλαιο 1, το ΕΔΥ το Τόμο Α: Ειδικά Θέματα Τηλεματική (ενότητε 1.2.1, 1.2.2, 1.2.3, 1.2.4) Κινητό σνδρομητή (ΚΣΑ) επιθμεί να εγγραφεί σε Πάροχο κινητή τηλεφωνία προκειμένο να χρησιμοποιήσει την πηρεσία Mobile Internet για να ποστηρίξει τι γκε το στι παρακάτω επιμέρο επικοινωνιακέ οντότητε (ΕΟ): ΕΟ_1 πλοήγηση στο διαδίκτο ΕΟ_2 ανταλλαγή αρχείων ήχο, εικόνα video ΕΟ_3 αποστολή λήψη e-mail ΕΟ_4 επαφή με φίλο για chat messaging Οι Πάροχοι, για την πηρεσία Mobile Internet ποστηρίζονται από δίκτα με τεχνολογίε δνατότητε ταχτήτων στι ζεύξει οι οποίε καταγράφονται στον Πίνακα 1. Πίνακα 1: Τεχνολογίε ταχύτητε ζεύξεων των δικτύων των Παρόχων Α/Α Ονομασία Παρόχο Τεχνολογία Δικτύο/Δικτύων Μέγιστη Ταχύτητα στη κάτω (Mbps) 1 Πάροχο 1 HSDPA /3G/GPRS 40 7 2 Πάροχο 2 2G/3G/HSPA+ 30 12 3 Πάροχο 3 3G/GPRS 25 19 Μέγιστη στην άνω (Mbps) Ταχύτητα Οι ημερήσιε πάγιε επικοινωνιακέ γκε το ΚΣΑ, καταγράφονται στον παρακάτω Πίνακα 2.
2 Πίνακα 2: Ημερήσιε πάγιε επικοινωνιακέ γκε ΕΟ_1: Πλοήγηση στο διαδίκτο προσβάσε Πληροφορι ων σε ακό σγκεκριμ βάση ένε δεδομένων βάσει στατιστικώ δεδομένω ν ν αναλύσεων στατιστικ (κάτω ών ) αναλύσεω ν (άνω ) 40 προσβά σει ο πλκηροφ οριακό τη κάθε πρόσβασ η είναι 2 ΚΒ 600 ΜB Ζητείται να απαντηθούν οι παρακάτω ερωτήσει: Ερώτηση 1: ΕΟ_2: Ανταλλαγή αρχείων ήχο, εικόνα video ΕΟ_3: e-mails ΕΟ_4: Chat messaging ηχητικά δεδομένα Εικόνε video Chat Messaging Με βάση τη τεχνολογία δικτύων των Παρόχων, να πολογισθεί ο απαιτούμενο χρόνο (σε onds) τη μεταδιδόμενη πληροφορία τόσο στην άνω όσο στη κάτω. Ο πολογισμό να γίνει στον πληροφοριακό όγκο σε μηνιαία βάση για κάθε επικοινωνιακή οντότητα (ΕΟ) σύμφωνα με τι γκε το σνδρομητή για κάθε Πάροχο. Οι απαντήσει σα σχετικά με τη χρονική διάρκεια τη μεταδιδόμενη πληροφορία να καταχωρηθούν στον παρακάτω Πίνακα 3: Πίνακα 3: Χρονική διάρκεια μεταδιδόμενη μηνιαία πληροφορία Σημείωση: Ο κινητό σνδρομητή θα χρησιμοποιεί την πηρεσία Mobile Internet 20 ημέρε/μήνα. Αριθ μό Αποσ τολώ ν 20 30 10 20 5 7 50 200 8 10 8 10 Πληροφορια κό σταλθέν ηχητικό πακέτο Πληροφορια κό ληφθέν ηχητικό πακέτο Ανάλση εκάστη σταλθείσ η εικόνα 300 KB 500 KB 1024x10 24 τοιχεία διακριτέ τιμέ φωτεινό τητα τοιχείο 4 bit Ανάλση εκάστη ληφθείση εικόνα 924x102 4 τοιχεία διακριτέ τιμέ φωτεινό τητα τοιχείο 5 bit σταλθέντ ο video ληφθέντο video σταλθέντ ο e-mail ληφθέντο e-mail λση avatar σταλθέντ ο εικονιδίο 7 MB 30 MB 100 KB 150 KB 394x400 τοιχεία διακριτέ τιμέ φωτεινό τητα τοιχείο 3 bit λση avatar ληφθέντο εικονιδίο 394x400 τοιχεία διακριτέ τιμέ φωτεινό τητα τοιχείο 3 bit Μέσο Πληρ οφορι ακό σταλθ έν messa ge 50 KB Πληροφο ριακό ληφθέν message 70 KB 1 2 3 ΕΟ_1 ΕΟ_2 EO_3 EO_4 ΗΧΗΤΙΚΑ ΕΙΚΟΝΕΣ VIDEO e-mail Chat Messaging ΔΕΔΟΜΕΝΑ
Ερώτηση 2: Εάν η χρονοχρέωση τη μεταδιδόμενη πληροφορία είναι 0,0024 / (η ίδια για το τρει Παρόχο), να προσδιορίσετε τον οικονομικά σμφερότερο Πάροχο. Ο προσδιορισμό να γίνει για το σύνολο τη μηνιαία μεταδιδόμενη πληροφορία (όλε οι ΕΟ) πο λαμβάνει χώρα στην άνω στην κάτω. Δίνονται: 1 kbps = 1000 bits per ond 1 Mbps = 1000 kbps 1 Gbps = 1000 Mbps 1 KB = 1024 bytes 1 MB = 1024 KB 1 GB = 1024 MB 1 byte = 8 bits 3 Παρατηρήσει: 1. Για την επίλση τη σγκεκριμένη άσκηση δεν απαιτούνται γνώσει επί των τεχνικών χαρακτηριστικών των ασύρματων δικτύων καθώ των πηρεσιών (επομένω τη πηρεσία Mobile Internet) πο ποστηρίζονται από τι σγκεκριμένε τεχνολογίε 2. Τα σενάρια των χρησιμοποιομένων τεχνολογιών σε σνάρτηση με τι αναγραφόμενε μέγιστε ταχύτητε τόσο στην άνω όσο στην κάτω δεν είναι πραγματικά. 3. Το αναγραφόμενο ποσό τη χρονοχρέωση δεν είναι πραγματικό. 4. AVATARS: είναι εικονίδια χαμηλή λση 5. ΑΝΩ ΖΕΥΞΗ: Αφορά την επικοινωνία πο λαμβάνει χώρα από τη φορητή σσκεή το σνδρομητή προ την φσική ποδομή το ασύρματο δικτύο (κεραία το σταθμού βάση) 6. ΚΑΤΩ ΖΕΥΞΗ: Αφορά την επικοινωνία πο λαμβάνει χώρα από την φσική ποδομή το ασύρματο δικτύο (κεραία το σταθμού βάση) προ την φορητή σσκεή το σνδρομητή. 7. Οι χρόνοι επεξεργασία τη πληροφορία εντό το ασύρματο δικτύο, για τι γκε τη παρούση άσκηση, να θεωρηθούν αμελητέοι.
4 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Ερώτηση 1: Υπολογίζομε κάθε μορφή πληροφορία, μετατρέπομε σε Μbits. Σημείωση 1: Στο ΕΟ_1, στην κάτω έχει τεθεί 40 Χ 600ΜΒ = 24000ΜΒ γιατί σύμφωνα με την άνω γίνονται 40 προσβάσει σε σε σγκεκριμένε βάσει δεδομένων στατιστικών αναλύσεων. Επομένω αφού γίνονται 40 προσβάσει σε σε σγκεκριμένε βάσει δεδομένων στατιστικών αναλύσεων σμπεραίνεται ότι θα γίνονται αντίστοιχε προσβάσει στην κάτω με αποτέλεσμα κάθε φορά να κατεβαίνον 600ΜΒ πο είναι ο Πληροφοριακό βάση δεδομένων στατιστικών αναλύσεων. ΕΟ_1: Πλοήγηση στο διαδίκτο προσβάσ Πληροφορια εων σε κό σγκεκρι βάση μένε δεδομένων βάσει στατιστικών δεδομέν αναλύσεων ων (κάτω ) στατιστικ ών αναλύσε ων (άνω ) 40 προσβά σει ο πλκηροφ οριακό τη κάθε πρόσβασ η είναι 2 ΚΒ 40 Χ 2 = 80ΚΒ ΕΟ_2: Ανταλλαγή αρχείων ήχο, εικόνα video ΕΟ_3: e-mails ΕΟ_4: Chat messaging ηχητικά δεδομένα Εικόνε video Chat messaging λ ών 600 ΜB Πληροφο ριακό σταλθέν ηχητικό πακέτο 40 Χ 600ΜΒ = 24000ΜΒ Σημείωση 1 Απο στο Αριθμό Αποστ ο Αριθμ ό Λήψε ων Αριθμό Αριθμ ό Λήψεω ν Αριθμό 20 30 10 20 5 7 50 200 8 10 8 10 Πληροφο ριακό ληφθέν ηχητικό πακέτο Ανάλση εκάστη σταλθείση εικόνα 300 KB 500 KB 1024x1024 τοιχε ία διακριτέ τιμέ φωτεινότητα τοιχε ίο 4 bit 20 Χ 300 ΚΒ = 6000ΚΒ 30 Χ 500 = 15000 KB 10 Χ 1024 Χ 1024 Χ 4 = 41943040 bits Ανάλση εκάστη ληφθείση εικόνα 924x1024 το ιχεία διακριτέ τιμέ φωτεινότ ητα το ιχείο 5 bit 20X924X1 024X5 = 94617600 bits εκάστο σταλθέ ντο video εκάστ ο ληφθέ ντο video εκάστο σταλθέ ντο e- mail εκάστο ληφθέ ντο e- mail λση avatar σταλθέντο εικονιδίο 7 MB 30 MB 100 KB 150 KB 394x400 τοιχ εία διακριτέ τιμέ φωτεινότητ α τοιχ είο 3 bit 5X7MB = 35MB 7X30 MB = 210 MB 50X100 KB =5000 KB 200X 150KB =30000 KB 8X394X400 X3 = 3782400 bit λση avatar ληφθέντο εικονιδίο 394x400 το ιχεία διακριτέ τιμέ φωτεινότ ητα το ιχείο 3 bit 10X394X4 00 X3 =4728000 bit Πληροφ οριακό σταλθέ ν messag e Πληροφο ριακό ληφθέν message 50 KB 70 KB 8X50 = 400KB 10X70 = 700KB
5 Μετατροπή τη πληροφορία σε 80ΚΒ Χ 1024 Χ 8 = 655360 bits / 10 6 = 0.65536 24000ΜΒ X 1024 X1024 X 8 = 2.0132659 2 10 11 bits / 10 6 = 201327 6000KB X 1024 X 8 = 49152000 bits / 10 6 = 49.152 15000KBX 1024 X 8 = 12288000 0 bits / 10 6 = 122.88 41943040 bits/ 10 6 = 41.94 94617600 bits / 10 6 = 94.62 35MB X 1024 X 1024 X 8 = 293601 280 bits / 10 6 = 293.6 210 MB 1024 X 1024 X 8 = 17616 07680 bits / 10 6 1761.6 5000KB X1024 X 8 = 409600 00bits/ 10 6 = 40.96 30000 KB x 1024 X 8 = 245760 000bits / 10 6 = 245.76 3782400 bit / 10 6 = 3.78 4728000 bit / 10 6 = 4.73 400 KB X 1024 X 8 = 327680 0 bits / 10 6 = 3.28 700 KB X 1024 X 8 = 5734400 bits / 10 6 = 5.73 Πληροφοριακό σε σε μηνιαία βάση(χ 20 ημέρε) 13.11 4026540 983 2458 839 1892.4 5872 35232 819.2 4915.2 75.6 94.6 65.8 114.6 Χρονική διάρκεια μεταδιδόμενη μηνιαία πληροφορία για τον Παροχο 1 ( 7Mbps 40 Mbps) 1.88 100663.5 140.4 61.45 Sec 119.9 47.31 838.9 880.8 117 122.88 10.8 2.37 9.4 2.87 Χρονική διάρκεια μεταδιδόμενη μηνιαία πληροφορία για τον Παροχο 2 ( 12Mbps 30 Mbps) 1.0925 134218 Sec 81.9 81.9 Sec 69.9 63.1 489.3 1174.4 68.3 163.8 6.3 3.2 5.9 3.8 Χρονική διάρκεια μεταδιδόμενη μηνιαία πληροφορία για τον Παροχο 3 ( 19Mbps 25 Mbps) 0.69 161061.6 Sec 51.7 98.3 44.2 75.7 309.1 1409.3 43.2 196.6 3.98 3.8 3.5 4.6 1 2 3 1.88 1.0925 0.69 ΕΟ_1 ΕΟ_2 EO_3 EO_4 ΗΧΗΤΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΕΙΚΟΝΕΣ VIDEO e-mail Chat Messaging 100663.5 140.4 61.45 119.9 47.31 838.9 880.8 117 122.88 10.8 2.37 9.4 2.87 134218 161061.6 81.9 51.7 81.9 98.3 69.9 44.2 63.1 75.7 489.3 309.1 1174.4 1409.3 68.3 43.2 163.8 196.6 6.3 3.98 3.2 3.8 5.9 3.5 3.8 4.6
6 Ερώτηση 2 O σνολικό χρόνο τη μηνιαία μεταδιδόμενη πληροφορία (όλε οι ΕΟ) πο λαμβάνει χώρα στην άνω στην κάτω καθώ η σνολική χρέωση φαίνονται στον παρακάτω πίνακα προκύπτει αθροίζοντα το χρόνο ΑΖ ΚΖ για όλε τι ΕΟ. Σνολικό χρόνο () Κόστο (0.0024 euro/) 1 103019.5 247.25 euro 2 136430.9 327.50 euro 3 163306.3 391.94 euro Ο πιο οικονομικά σμφέρον πάροχο είναι ο Πάροχο 1 λόγω το ότι έχει την μεγαλύτερη ταχύτητα στην ΚΖ (40Μbps) ο μεγαλύτερο δεδομένων μεταφέρονται στην ΚΖ.
7 Στόχο: Άσκηση 2 Η κατανόηση των βασικών εννοιών & των δικτύων τη τηλεματική το πολογισμού τη μεταφερόμενη πληροφορία. Απαραίτητε γνώσει: Κεφάλαιο 1, το Τόμο Α Κεφάλαιο 1, το ΕΔΥ το Τόμο Α: Ειδικά Θέματα Τηλεματική (ενότητε 1.2.1, 1.2.2, 1.2.3, 1.2.4) Ένα σύγχρονο σύστημα TDM (Time Division Multiplexing) χρησιμοποιείται για να σνδάσει τα σήματα τεσσάρων γραμμών των 4,8 kbps μια γραμμή 9,6 kbps προκειμένο να μεταδοθούν μέσω μία μισθωμένη γραμμή. Τα δεδομένα ομαδοποιούνται σε frames. Για την ομαδοποίηση των δεδομένων (framing) εισάγεται ένα μπλοκ των 7 bits (1011101) για κάθε 48 bits δεδομένων. Ο αλγόριθμο επαναπροσδιορισμού των frames (reframing) στην πλερά το δέκτη όπο γίνεται η αποπολύπλεξη (demultiplexing) είναι ο ακόλοθο: 1. Διαλέγομε αθαίρετα μία θέση bit 2. Θεωρούμε ένα μπλοκ 7 σνεχόμενων bits, ξεκινώντα από τη θέση πο διαλέξαμε στο βήμα 1. 3. Παρατηρούμε το μπλοκ των 7 bits το βήματο 2 για κάθε πλαίσιο (frame) για δώδεκα σνεχόμενα πλαίσια. 4. Εάν 10 από τα 12 μπλοκ ταιριάζον με το μοτίβο το ομαδοποίηση 1011101 (framing pattern) τότε το σύστημα θεωρείται «εντό πλαισίο (in-frame)». Σε αντίθετη περίπτωση διαλέγομε το επόμενο bit επιστρέφομε στο βήμα 2. Ερώτηση 1 Να σχεδιάσετε μια πολπλεγμένη ακολοθία bits (θεωρήστε ότι μπορεί να γίνει διαχείριση μια εισόδο 9,6 kbps, ω δύο είσοδοι των 4,8 kbps). Ερώτηση 2 Ποια είναι η % επιβάρνση στην πολπλεγμένη ακολοθία bits; Ερώτηση 3 Ποίο είναι ο ρθμό δεδομένων τη πολπλεγμένη εξόδο; Ερώτηση 4 Ποιό είναι ο ελάχιστο χρόνο επαναπροσδιορισμού των frames (reframe time); Ερώτηση 5 Ποιό είναι ο μέγιστο χρόνο επαναπροσδιορισμού των frames (reframe time);
8 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Ερώτηση 1 H πολπλεγμένη ακολοθία bits αποτελείται από 4 γραμμέ των 4,8 kbps μια γραμμή 9,6 kbps πο αναπαρίσταται ω δύο είσοδοι των 4,8 kbps. Οι είσοδοι αναπαρίσταται με Ι 1 έω Ι 6. Για την ομαδοποίηση των δεδομένων (framing) εισάγεται ένα μπλοκ των 7 bits (1011101) για κάθε 48 bits δεδομένων. Ερώτηση 2 Για την ομαδοποίηση των δεδομένων (framing) εισάγεται ένα μπλοκ των 7 bits (1011101) για κάθε 48 bits δεδομένων. Η % επιβάρνση στην πολπλεγμένη ακολοθία bits είναι: Επιβάρνση = Ερώτηση 3 Ο ρθμό δεδομένων τη πολπλεγμένη εξόδο είναι: R o = Ερώτηση 4 Εάν ο δέκτη είναι στο framing pattern τότε ο ελάχιστο χρόνο επαναπροσδιορισμού των frames (reframe time) είναι 12 χρόνοι frames (ο αλγόριθμο χρειάζεται 12 frames για να αποφασίσει ότι είναι in frame ). Xρόνο επαναπροσδιορισμού των frames = Τ f = = = 1.67 ms/frame O ελάχιστο χρόνο επαναπροσδιορισμού των frames είναι: 12 frames * Τ f = 20 ms
9 Ερώτηση 5 Στην περίπτωση ατή το σύστημα χάνει το framing pattern. Έτσι θα πρέπει να εξετάσει το μέγιστο αριθμό bits 55 δηλαδήο αλγόριθμό στον αποπλέκτη θα εκτελεστεί 55 φορέ, μια φορά για κάθε Bit τη ακολοθία. Κάθε ψάξιμο χρειάζεται 12*Τ f. Έτσι ο μέγιστο χρόνο επαναπροσδιορισμού των frames (reframe time) είναι 55 φορέ ο ελάχιστο χρόνο επαναπροσδιορισμού των frames. 55 *(12*Τ f ) = 55 * 20ms = 1100 ms = 1.1s
Στόχο: Άσκηση 3 Η κατανόηση των βασικών εννοιών & των δικτύων τη τηλεματική το πολογισμού τη μεταφερόμενη πληροφορία. Απαραίτητε γνώσει: Κεφάλαιο 1, το Τόμο Α Κεφάλαιο 1, το ΕΔΥ το Τόμο Α: Ειδικά Θέματα Τηλεματική (ενότητε 1.2.1, 1.2.2, 1.2.3, 1.2.4) 10 Για έναν πολπλέκτη TDM (Time Division Multiplexer) ορίζομε τι ακόλοθε παραμέτρο: F = το μήκο το frame (σε bits) OH = την επιβάρνση frame (σε bits) L = τη ρθμαπόδοση (throughput) των δεδομένων (σε bps) C = τη χωρητικότητα τη γραμμή μετάδοση (σε bps) Να εκφράσετε το F ω σνάρτηση των πολοίπων παραμέτρων, ώστε να καλύπτεται η χωρητικότητα τη γραμμή. ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Θεωρούµε µια σνεχή ακολοθία από TDM frames. H ρθµαπόδοση για τα δεδοµένα πο περιλαµβάνονται σε ένα frame είναι L bits/ond. Ο ρθµό των frames είναι σε frames ond: Ρθµό frames = = O ρθµό τη πληροφορία επιβάρνση είναι: Ρθµό επιβάρνση = = Σνολικό ρθµό µετάδοση C = L + Η επίλση τη παρπάνω σχέση ω προ F δίνει: C = L + => C * F = L * F + => C * F - L * F = => (C L) F = => F = /frame