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 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 2 (Ελεύθερου Κειμένου — 0 βαθμοί) 

Ερώτηση 15 - Ποιος είναι ο ρόλος του DSLAM σε ένα δίκτυο xDSL;

Απάντηση: O DSLAM διαχωρίζει το σήμα φωνής από τις υψηλών ταχυτήτων ροές δεδομένων, μέσω ενός διαχωριστή σήματος, όπως επίσης ελέγχει και δρομολογεί την κίνηση DSL μεταξύ του εξοπλισμού του συνδρομητή και του δικτύου του τηλεπικοινωνιακού φορέα, αφού πρώτα αποκωδικοποιήσει το υψιπερατό σήμα σε ψηφιακή μορφή. Στην αντίθετη κατεύθυνση, o DSLAM αποπολυπλέκει το σύνθετο σήμα που καταφθάνει από το δίκτυο και δρομολογεί τις διαφορετικές ροές με βάση τη διεύθυνση ΙΡ.

Ερώτηση 3 (Ελεύθερου Κειμένου — 0 βαθμοί) 

Άσκηση 04 - Μια μικροκυματική επικοινωνιακή ζεύξη οπτικής επαφής χρησιμοποιεί διαμόρφωση 256-QAM επιπέδων για να μεταφέρει 32Mbps. Το εύρος ζώνης που καταλαμβάνει το σήμα είναι 7MHz. (i) Ποια είναι η τιμή του a των χρησιμοποιούμενων φίλτρων ρίζας υψωμένου συνημιτόνου; (ii) Εάν ο λόγος σήματος προς θόρυβο στη ζεύξη είναι 40dB, ποια είναι η θεωρητική μέγιστη χωρητικότητα του καναλιού στο εύρος ζώνης των 7MHz;

Ερώτηση 4 (Ελεύθερου Κειμένου — 0 βαθμοί) 

Ερώτηση 10 - Τι περιγράφει ο όρος «διάγραμμα αστερισμού» (constellation) σε ένα ψηφιακό σύστημα μετάδοσης; Να σχεδιάσετε το διάγραμμα αστερισμού για τη διαμόρφωση QPSK. Πως σχετίζεται το διάγραμμα αυτό με το θόρυβο;

Απάντηση: Το διάγραμμα αστερισμού παρουσιάζει τις καταστάσεις των συμβολών σε ένα modem διέλευσης ζώνης ως προς το πλάτος και τη φάση του διαμορφωμένου φέροντος.

Όταν έχουμε πολλά σύμβολα και η απόσταση μεταξύ τους στο διάγραμμα αστερισμού είναι μικρή, υπάρχει μικρότερη ανοχή στον θόρυβο.

Το διάγραμμα της QPSK θα έχει 4 σύμβολα και κάθε σύμβολο θα είναι στο κέντρο κάθε τεταρτημορίου στο διάγραμμα αστερισμού, αφού κάθε σύμβολο αναπαρίσταται με διαφορετική φάση.

Ερώτηση 5 (Ελεύθερου Κειμένου — 0 βαθμοί) 

Ερώτηση 07 - Για ποιο λόγο χρησιμοποιείται η κωδικοποίηση GRAY για την αντιστοίχηση δυαδικών ακολουθιών με τα σύμβολα ενός modem;

Απάντηση: Χρησιμοποιώντας κωδικοποίηση gray ουσιαστικά τα γειτονικά σύμβολα διαφέρουν κατά 1 μόνο bit. Αυτό σημαίνει ότι όταν ένα σύμβολο είναι λάθος ότι ΜΟΝΟ ένα bit θα είναι λάθος, αντίθετα με την μη κωδικοποίηση gray, κατά την οποία 1 σύμβολο λάθος μπορεί να σημαίνει 1 ή περισσότερα bit λάθος.

Ερώτηση 6 (Ελεύθερου Κειμένου — 0 βαθμοί) 

Ερώτηση 14 - Ποια είναι τα βασικά τεχνολογικά πλεονεκτήματα της τεχνολογίας xDSL;

Απάντηση: Τα τεχνολογικά πλεονεκτήματα που εμφανίζουν οι τεχνολογίες xDSL είναι:

(α) οι υψηλές παρεχόμενες ταχύτητες σε σχέση με τις συνδέσεις POTS και ISDN,

(β) η υποστήριξη υπηρεσιών φωνής, βίντεο και δεδομένων, και η υπό προϋποθέσεις παροχή ταχυτήτων μέχρι και 100 Mbps,

(γ) η φθηνή και σταθερή (Flat Rate) χρέωση,

(δ) η ταυτόχρονη χρήση υπηρεσιών τηλεφωνίας και δεδομένων (διαδικτύου),

(ε) το εύκολο μοίρασμα της σύνδεσης σε περισσότερους από έναν υπολογιστές,

(στ) η συνεχής διαθεσιμότητα (Always On) της σύνδεσης στο διαδίκτυο,

(ζ) η υψηλή επεκτασιμότητα, δηλαδή η δυνατότητα υποστήριξης από μικρό έως μεγάλο αριθμό χρηστών,

(η) η αξιόπιστη διαχείριση του δικτύου από «άκρο σε άκρο»,

(θ) η υποστήριξη εφαρμογών πραγματικού χρόνου (π.χ. τηλεδιασκέψεις) ή εφαρμογών υψηλού ρυθμού δεδομένων (π.χ. βίντεο κατ’ απαίτηση).

Ερώτηση 7 (Ελεύθερου Κειμένου — 0 βαθμοί) 

Ερώτηση 02 - Περιγράψτε τη μετάδοση βασικής ζώνης πολλαπλών επιπέδων (Μ-ary BaseBand). Ποια σχέση συνδέει το ρυθμό μετάδοσης συμβόλων με το ρυθμό μετάδοσης bit; Δώστε ένα παράδειγμα.

Απάντηση: Στην μετάδοση πολλαπλών συμβόλων βασικής ζώνης (M-ary baseband) κωδικοποιούνται log(2)M bits ανά στάθμη του σήματος, με Μ συνολικές στάθμες.

Η σχέση που συνδέει τον ρυθμό μετάδοσης συμβόλων με το ρυθμό μετάδοσης bit είναι: bitrate  =  symbol rate * bit ανά σύμβολο baud rate  =  bitrate / bit ανά σύμβολο.

Παράδειγμα: αν έχουμε ένα ψηφιακό σύστημα το οποίο χρησιμοποιεί 8- ary σηματοδοσία και στέλνει με 100 symbols/sec τότε έχουμε bitrate: 100 symbols/sec * 8 bit/symbol  =  800 bit/sec.

Ερώτηση 8 (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 9 (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 10 (Ελεύθερου Κειμένου — 0 βαθμοί) 

Ερώτηση 06 - 6. Πότε μία τεχνική αποδιαμόρφωσης ονομάζεται «σύμφωνη» (Coherent) και πότε «ασύμφωνη» ή «μη-σύμφωνη» (Non-Coherent); Αναφέρετε ένα βασικό πλεονέκτημα και ένα βασικό μειονέκτημα της σύμφωνης αποδιαμόρφωσης.

Απάντηση: Ένας σύμφωνος ανιχνευτής λειτουργεί με μίξη του εισερχόμενου μηνύματος με ένα τοπικά παραγόμενο αντίγραφο του φέροντος.

Η μη σύμφωνη αποδιαμόρφωση περιλαμβάνει μια δίοδο ανόρθωσης και ένα φίλτρο εξομάλυνσης.

Πλεονέκτημα: πολύ καλή απόδοση όταν υπάρχει θόρυβος σε σχέση με τη μη σύμφωνη.

Μειονέκτημα: Είναι απαραίτητο να εξασφαλίζουμε ότι το τοπικά παραγόμενο στο δέκτη φέρον είναι κλειδωμένο σε φάση με το φέρον που παράγεται στον πομπό. Αυτό κάνει τον σύμφωνο ανιχνευτή αρκετά πολύπλοκο σε σχέση με τον μη σύμφωνο.