Examination paper for TTM Access and Transport Networks

Transkript

1 Page 1 of 7 Department of telematics Examination paper for TTM Access and Transport Networks Academic contact during examination: Associate Professor Norvald Stol Phone: Examination date: 13. August 2014 Examination time (from-to): 9:00 13:00 Permitted examination support material: D: No printed or handwritten remedies permitted. Specific, simple calculator permitted. Other information: Relative weight towards the grade (points out of 100) is given for each task below. Language: English / Bokmål / Nynorsk Number of pages: 7 (including this cover page) Number of pages enclosed: 0 Checked by: Date Signature

2 Page 2 of 7 English version: Exercise 1: Synchronization and Multiplexing 1.1: (5 points) What is the difference between the terms synchronous and isochronous? 1.2: (5 points) Illustrate by making a sketch how elastic stores and bitrate recoverers can be used to adapt the clock and phase of a user s digital equipment to a telephone switch. 1.3: (5 points) Explain by use of text and sketches the principle of frequency division multiplexing (FDM). 1.4: (5 points) What is Wavelength Division Multiplexing (WDM)? 1.5: (8 points) How do statistical multiplexers handle users with very different mean and (possibly) peak capacity needs? Exercise 2: Multiple access 2.1: (5 points) Why and how is acknowledgements (ACK) used in Wireless LANs? 2.2: (7 points) Give a thorough description of the different elements used for multiple access in a Wireless LAN. 2.3: (7 points) Explain the main functionalities of Slow Frequency Hopping (SFH-) CDMA and Fast Frequency Hopping (FFH-) CDMA. Exercise 3: Switching 3.1: (5 points) What is the difference between routing and switching in a communication network? 3.2: (6 points) a) Why is buffering of information units needed in switches used for asynchronous transport (i.e. in packet or cell networks)? b) Where should buffers as a general rule be used or not used in such a switch? Explain why.

3 Page 3 of 7 3.3: (7 points) What are the two fundamental switching elements needed to achieve full switching between all inputs and outputs of a switch in a digital synchronous network where all signals arriving and leaving are in time-multiplexed form? Exercise 4: Mobile communication 4.1: (5 points) Explain how the Fourth-power law may be used when adjusting cell sizes in a Cellular mobile communication system. 4.2: (5 points) Give a short overview of the main differences between the Global System for Mobile Communications (GSM) and the Universal Mobile Telecommunication Service (UMTS) system (assume the all IP version of UMTS). Key word: radio access network, radio transmission, circuit or packet switched, handover. 4.3: (7 points) Illustrate how handover is done in UMTS. What is the main difference from GSM? Exercise 5: Optical communication 5.1: (5 points) What are the most important advantages of optical transmission of signals compared to electrical transmission? 5.2: (5 points) Give a short explanation of the basic principles of Optical Burst Switching OBS. Keywords: burst definition; transmission and operation of control and data packets. 5.3: (8 points) What is illustrated in Figure 1? F is a filter. Why is this filter necessary? Figure 1:

4 Page 4 of 7 Bokmål versjon: Oppgave 1: Synkronisering og multipleksing 1.1: (5 poeng) Hva er forskjellen mellom begrepene synkron og isokron? 1.2: (5 poeng) Lag en skisse som viser hvordan elastiske lagre og bittakt gjenvinnere kan brukes for å tilpasse klokke og fase for en brukers digitale utstyr til en telefonsentral. 1.3: (5 poeng) Forklar ved hjelp av tekst og skisser prinsippet for frekvensdelt multipleksing (FDM). 1.4: (5 poeng) Hva er bølgelengde multipleksing (WDM)? 1.5: (8 poeng) Hvordan håndterer statistiske multipleksere brukere med svært ulike middel (mean) og (muligens) maksimum (peak) kapasitetsbehov? Oppgave 2: Multippel aksess 2.1: (5 poeng) Hvorfor og hvordan brukes kvitteringer (ACK) i trådløse lokalnett (W-LAN)? 2.2: (7 poeng) Gi en grundig beskrivelse av de ulike elementene som brukes for multippel aksess i et Wireless Local Area Network (W-LAN). 2.3: (7 poeng) Forklar funksjonell virkemåte for Slow Frequency Hopping (SFH-) CDMA og for Fast Frequency Hopping (FFH-) CDMA. Oppgave 3: Svistjing 3.1: (5 poeng) Hva er forskjellen på routing og switching i et kommunikasjonsnett? 3.2: (6 poeng) a) Hvorfor er buffring av informasjonsenheter nødvendig i svitsjer brukt for asynkron transport (dvs. pakke- eller celle nett)? b) Hvor bør buffer generelt plasseres eller ikke plasseres i en slik svitsj? Forklar hvorfor.

5 Page 5 of 7 3.3: (7 poeng) Hvilke to grunnleggende svitsjelementer må kombineres for å realisere fullstendig svitsjing mellom alle inn- og utganger av en svitsj i et digitalt synkront nett hvor alle signaler som ankommer og forlater svitsjen er på tidsmultiplekset form? Oppgave 4: Mobil kommunikasjon 4.1: (5 poeng) Forklar hvordan the Fourth-power law kan brukes for å justere cellestørrelser i et cellulært mobilt kommunikasjonsnett. 4.2: (5 poeng) Gi en kort oversikt over hovedforskjellene mellom Global System for Mobile Communications (GSM) og Universal Mobile Telecommunication Service (UMTS) systemene (anta all IP versjonen av UMTS). Stikkord: radioaksessnett, radio transmisjon, linje- eller pakkesvitsjet, «handover». 4.3: (7 poeng) Forklar hvordan handover gjøres i UMTS. Hva er hovedforskjellen i forhold til hvordan dette gjøres i GSM? Oppgave 5: Optisk kommunikasjon 5.1: (5 poeng) Hva er de viktigste fordelene med optisk transmisjon av signaler sammenlignet med elektrisk transmisjon? 5.2: (5 poeng) Gi en kort forklaring av hovedprinsippene for Optisk Burst Svitsjing (OBS). Stikkord: Definisjon av en burst; overføring og håndtering av kontrol- og datapakker. 5.3: (8 poeng) Hva er illustrert i figur 1? F er et filter. Hvorfor er dette filteret nødvendig? Figur 1:

6 Page 6 of 7 Nynorsk versjon: Oppgåve 1: Synkronisering og multipleksing 1.1: (5 poeng) Kva er skilnaden mellom omgrepa synkron og isokron? 1.2: (5 poeng) Lag ei skisse som viser korleis elastiske lagre og bittakt gjenvinnerar kan brukast for å tilpassa klokke og fase for ein brukars digitale utstyr til ein telefonsentral. 1.3: (5 poeng) Forklår med hjelp av tekst og skisser prinsippet for frekvensdelt multipleksing (FDM). 1.4: (5 poeng) Kva er bølgelengde multipleksing (WDM)? 1.5: (8 poeng) Korleis handterer statistiske multipleksarar brukarar med svært ulike middel (mean) og (muligens) maksimum (peak) kapasitetsbehov? Oppgåve 2: Multippel aksess 2.1: (5 poeng) Kvifor og korleis brukast kvitteringar (ACK) i trådlause lokalnett (W-LAN)? 2.2: (7 poeng) Gje ei grundig utgreiing av dei ulike elementa som brukast for multippel aksess i eit Wireless Local Area Network (W-LAN). 2.3: (7 poeng) Forklår funksjonell verkemåte for Slow Frequency Hopping (SFH-) CDMA og for Fast Frequency Hopping (FFH-) CDMA. Oppgåve 3: Svistjing 3.1: (5 poeng) Kva er skilnaden på routing og switching i eit kommunikasjonsnett? 3.2: (6 poeng) a) Kvifor er buffring av informasjonseiningar naudsynt i svitsjar brukt for asynkron transport (dvs. pakke- eller celle nett)? b) Kor bør buffer generelt plasserast eller ikkje plasserast i ein slik svitsj? Forklår kvifor.

7 Page 7 of 7 3.3: (7 poeng) Kva for to grunnleggjande svitsjelement må ein kombinera for å realisera fullstendig svitsjing mellom alle inn- og utgångar av ein svitsj i eit digitalt synkront nett kor alle signal som kjem inn til og går ut av svitsjen er på tidsmultipleksa form? Oppgåve 4: Mobil kommunikasjon 4.1: (5 poeng) Gjer greie for korleis the Fourth-power law kan brukast for å justera cellestørrelsar i eit cellulært mobilt kommunikasjonsnett. 4.2: (5 poeng) Gje ei kort oversikt over hovudskilnadane mellom Global System for Mobile Communications (GSM) og Universal Mobile Telecommunication Service (UMTS) systema (anta all IP versjonen av UMTS). Stikkord: radioaksessnett, radio transmisjon, linje- eller pakkesvitsja, «handover». 4.3: (7 poeng) Forklår korleis handover vert gjort i UMTS. Kva er hovudskilnaden i høve til korleis dette vert gjort i GSM? Oppgåve 5: Optisk kommunikasjon 5.1: (5 poeng) Kva er dei viktigaste fordelane med optisk transmisjon av signal samanligna med elektrisk transmisjon? 5.2: (5 poeng) Gje ei kort forklåring av hovedprinsippa for Optisk Burst Svitsjing (OBS). Stikkord: Definisjon av ein burst; overføring og handtering av kontrol- og datapakkar. 5.3: (8 poeng) Kva er illustrert i figur 1? F er eit filter. Kvifor er dette filteret naudsynt? Figur 1: