- Prin ce mijloace se transportă semnalul de telecomunicații?
cablul coaxial, puntea radio și fibra optică
- În ce domeniu de frecvențe se găsește semnalul telefonic?
între 400 și 3400 de Hz, unde puterea vocii este mai mare
- Care e deosebirea dintre Pulse și DTMF? Ce se poate realiza în plus cu semnalizarea DTMF?
Pulse înseamnă semnalizarea în impulsuri și DTMF înseamnă semnalizarea multifrecvență (tone).
Apelarea în impulsuri (Pulse) utilizează diferite impulsuri de semnal pentru a indica numărul de telefon format de un apelant, în timp ce apelarea cu semnalizarea multifrecvență utilizează tonuri specifice pentru a indica numărul.
Semnalizarea multifrecvență DTMF (dual tone multifrequency) este efectuată cu telefoane electronice și poate fi folosită exclusiv de centrale prevăzute cu decodor de ton. Cifrele nr. solicitat sunt codate în câte două tonuri fiecare. Unul din tonuri aparţine grupului de frecvenţe joase, care reprezintă liniile tastaturii, iar celalalt aparţine grupului de frecvenţe înalte, ce reprezintă coloanele.
Ce se poate realiza în plus cu DTMF?
- costul mai mic și viteză mare de apelare;
- fiecare tastă generează două tonuri simultane de frecvențe specifice, concepute astfel încât o voce umană să nu poată replica tonurile;
- ajută la prevenirea interferențelor de a fi recepționate la clădirea centrală locală de către alte frecvențe de semnal non-DTMF.
- apelarea cu impulsuri avea dezavantajul că era limitată la conexiunile centrale locale și necesita un operator pentru conectarea apelurilor la distanță lungă. Pe când, semnalele DTMF au aceeași gamă de frecvență ca și vocea umană, ele pot înlocui în esență operatorii intermediari care erau necesari pentru transmiterea apelurilor ladistanțălungă.
Durata nominală a unui impuls lipsă de curent este de 60 ms, urmată de o pauză de 40 ms iar între fiecare cifră dintr-un nr. de telefon și următoarea este o pauză ce variază între 500 și 800 ms.
Durata tonurilor la DTMF este foarte scurtă, de aproximativ 50 ms, în timp ce între o cifră şi următoarea pauza minimă este de aproximativ 45 ms; acest lucru conduce la minimizarea timpului de selecţie.
- De ce trebuie să utilizăm modulația și de câte feluri este cea digitală?
Trebuie să utilizăm modulația pentru a putea transmite la distanță informații variate, precum imagini, sunete, voce etc., pentru a avea o viteză de transfer mai mare a datelor;
pentru a face posibilă traducerea spectrului mesajului într-un domeniu de frecvență care este mai potrivit pentru mijloacele de propagare.
Modulația digitală este de 4 feluri:
- ASK - Amplitude Shift Keying (amplitudinea unei sinusoide)
- FSK - Frequency Shift Keying (frecvența unei sinusoide)
- PSK - Phase Shift Keying (faza unei sinusoide)
- QAM - Quadrature Amplitude Modulation (amplitudinea și faza unei sinusoide)
- Care este motivația alegerii sistemului celular? De câte feluri sunt celulele?
- reduce puterea de emisie a stațiilor mobile (MS) și a stațiilor de bază (BS)
- asigură o acoperire aproape uniformă
- permite reutilizarea frecvențelor: aceeași bandă poate fi utilizată în celule diferite dar aflate la distanță
- permite adaptarea rețelei la diferite tipuri de trafic (scăzut, mediu, ridicat): trafic ridicat - celule cu rază mică și trafic redus - celule cu rază mare
Celulele sunt de 4 feluri:
1. macro-celule
2. micro-celule
3. pico-celule
4. femto- celule
- Ce rol are BTS în sistemul GSM? La ce folosesc antenele? Cine controlează BTS-UL?
BTS (Base Transceiver Station) este stația de bază emisie-recepție = asigură acoperirea radio a unei celule în rețeaua GSM.
- asigură transmisia radioelectrică în format GSM
- codarea și decodarea informației în format GSM
- criptarea comunicațiilor
- măsurarea calității și puterii emise de terminale pe canal de trafic
- transmiterea informațiilor pe canalele de semnalizare
Antenele sunt utilizate pentru emisia și recepția undelor electromagnetice sau a direcției undelor recepționate.
BTS-ul este controlat de BSC - stația de bază de monitorizare
BSC-ul controlează parametrii radio ai BTS-urilor și mobilelor și se ocupă cu gestionarea software pentru BTS.
Rolurile BSC (Stația de bază de monitorizare):
- gestiunea resurselor radio;
- gestionează apelurile;
- monitorizează și asigură transferurile între celule (hand-over) în timpul convorbirilor;
- Care este rolul MSC în sistemul GSM?
- MSC (centrul de comutație al serviciilor mobile) - ”inima” sistemului de telefonie celulară GSM ”Centrală”.
Funcții:
- comutație (îi întârzie sau avansează pentru a putea vorbi unii cu ceilalți)
- autentificare
- semnalizare
- taxare
- rutare
- Dirijare a informațiilor destinate serviciilor suplimentare pe rețeaua GSM (date/fax,SMS etc.)
MSC deține bazele de date:
- VLR (registru de localizare al vizitatorilor) - bază de date temporară și dinamică
- HLR (registru de localizare al abonaților proprii)
- AuC (centru de autentificare)
- EIR (registru pentru identificarea echipamentelor mobile) - verifică emailul telefonului
- Care este rolul HLR în sistemul GSM?
HLR - Home Location Register
- Bază de date permanentă ce oferă informații de două tipuri:
1. statice – descriu serviciile la care are acces respectivul abonat
2. dinamice – prezintă statutul terminalului: închis, deschis, în uz, etc. (VLR info)
- Date criptate, accesul persoanelor este riguros filtrat
- Cum identificăm abonatul în rețeaua GSM? Dar echipamentul mobil?
Identificarea abonatului în rețeaua GSM (Global System for Mobile Communications )
a) identificatori ficși
IMSI (International Mobile Identity). = este un cod unic în toată rețeaua GSM care identifică abonatul. Are 15 cifre, ce cuprinde codul țării, codul rețelei și numărul de identitate al abonatului.
MSISDN = cod similar numărului de telefon PSTN. Este format cand se doreste o convorbire cu un abonat.
b) identificatori temporari
MSRN (MS Roaming Number) = folosit pentru rutarea apelului de la GMSC (Gateway Mobile Switching Center) la comutatorul MSC în care se găsește abonatul.
TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity) = ține locul IMSI pe interfața radio.
Identificarea echipamentului mobil în rețeaua GSM
IMEI (International Mobstation Equipment Identity) = este format din 15 cifre:
1. Cod tip de echipament (6 cifre)
2. Cod producător (2 cifre)
3. Serie aparat (6 cifre)
- Prin ce procedeu se face trecerea telefonului dintr-o celulă în alta? Explicați procedeul
Handover = procedura de transfer automat a unei convorbiri dintr-o celulă în alta
Explicare procedeu = atunci cand mobilul se deplaseaza din aria acoperita de o singura celula si intra in aria acoperita de o alta celula, apelul este transferat la celula secunda pentru a se evita terminarea apelurilor atunci cand mobilul este in afara ariei deservita de prima celula.
Scopul procesului – asigurarea continuităţii serviciilor de telefonie mobilă pentru utilizatori care se deplasează în cadrul celulelor componente ale unei infrastructuri celulare.
- Ce aduce nou GPRS față de GSM?
GPRS = General Packet Radio Service
NOU ÎN GPRS = până la 8 MS-GPRS pot fi multiplexate pe acelaşi PDCH (canal de pachete de date)
- trece de la comutația de circuite la comutația de pachete
- aduce o modificare în subsistemul stației de bază și anume introducerea unei noi unități numită Unitatea de Control a Pachetelor (PCU) cu rolul de a administra transferul pachetelor de date între utilizatori și rețeaua nucleu GPRS.
- crește rata de transmisie; creșterea eficienței utilizării resurselor radio prin multiplexare și alocarea dinamică a canalelor între voce și date.
- conexiunea la Internet
- canalele de uplink și downlink
- timp de conectare mare
MS = Stații Mobile
- Ce înseamnă comutația de circuite? Dar de pachete?
Comutația de circuite = asigură pentru fiecare comunicație o deplasare constantă, prin asocierea de canale temporale prin care informația circulă periodic. Este necesară inițializarea conexiunii (circuitului) între transmițător și receptor.
Comutația de pachete = constă în separarea mesajelor în blocuri de dimensiuni reduse, denumite pachete pentru a fi mai apoi transmise individual prin rețea, într-o succesiune rapidă. Pachetele sunt transportate unul câte unul prin rețea și depozitate la gazda receptoare, unde sunt reasamblate în forma mesajului inițial și furnizate procesului receptor.
- fară conexiune → pachetele (datagrame) – se transmit independent, urmărind rute posibil diferite. Sosirea la receptor este în ordine aleatoare » reordonarea la recepţie, pe baza informaţiilor conţinute în pachet (mesajul din care face parte şi locul pe care îl ocupă în el).
- orientată pe conexiune → (circuit virtual) – se stabileşte o cale pe care o urmează pachetele (se configurează un circuit logic).
- Care au fost pașii de trecere de la 2G la 3G?
Pașii de trecere = GSM (2G) → GPRS (2,5G) → UMTS (3G)
- De ce sunt rețelele 3G considerate universale? Și-au atins acest scop?
Rețelele 3G sunt considerate universale, deoarece:
- Sunt proiectate astfel încât să acopere întreaga planetă;
- Pentru ca serviciul sa aibă acoperire cu adevarat globală (chiar şi pe căile maritime sau cele aeriene) este neaparată nevoie de existenţa unei constelaţii de sateliţi (S-UMTS - Satellite UMTS) geostaţionari care să asigure legăturile in aceste zone. Ca urmare, sateliţii formează o parte integrantă a reţelelor UMTS, completând infrastructura terestră;
- Sunt gândite în ideea oferirii unor servicii universale utilizatorilor (mult peste posibilităţile reţelelor de telefonie mobilă 2G care permit doar comunicaţii vocale şi transferuri de date la viteze scăzute);
- Sunt proiectate având în vedere mediul universal în care vor fi utilizate (încăperi, spaţii deschise, locaţii fixe, vehicule aflate în mişcare).
Și-au atins acest scop?
DA
- Transmisia este semnificativ mai rapidă (de până la 17 ori mai mare decât la GPRS),
- UMTS face posibilă combinarea vocii, transmisiilor de date şi video,
- Oferă servicii multimedia şi end-to-end de bandă largă.
- În cazul 3G, din cine este format UTRAN? Ce rol au componentele sale?
Răspuns: UTRAN = Rețeaua universală de acces radio terestră
* În cazul 3G, UTRAN este format din
- unul sau mai multe subsisteme RNS care la rândul lor sunt formate din staţii de bază Node B şi unităţi RNC (Radio Network Controllers).
1. Node B este o staţie de bază, ce comunică cu UE (User Equipement) prin tehnologia WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access). Nodurile B furnizează accesul radio la reţea.
- RNC controlează resursele radio pentru un set de celule.
- RNS controlează alocarea și eliberarea de resurse radio pentru a stabili o conexiune între un UE (echipamentul utilizatorului) și UTRAN.
- Care este rolul HLR (HSS) în cazul 3G?
HLR (Home Location Register)
HSS (Home Subscriber Server)
Răspuns:
- conţine toate informaţiile administrative ale fiecărui abonat înscris într-o anumită reţea, informaţii despre serviciile permise şi locaţia curentă a mobilului;
- HSS ajută serverele de control a convorbirii să efectueze procedurile de rutare/roaming prin rezolvarea autentificării, autorizării rezoluţiei de nume/adresă şi dependenţa de locaţie;
- HSS asigură înregistrarea utilizatorului şi stochează informaţiile de locaţie inter-sistem.
- Care este rolul IMS (IP Multimedia Subsystem) în 3G?
- IMS asigură convergenţa şi permite accesul la voce, date, mesaje, tehnologii de date şi bazate pe web pentru utilizatorul mobil, combinând creşterea internetului cu creşterea comunicaţiilor mobile.
- IMS permite operatorilor PLMN să ofere abonaţilor servicii multimedia bazate şi construite pe aplicaţiile, serviciile şi protocoalele Internet.
- este diferenţa majoră dintre UMTS Rel-4 şi Rel-5.
- cuprinde toate elementele CN (Core Network) pentru asigurarea serviciilor multimedia.
- De câte feluri este handover-ul în 3G? Explicați pe schema furnizată de profesor.
Handoverul este de 3 feluri în 3G
(Soft Handover, Softer Handover și Hard Handover).
- Ce aduce în plus tehnologia HSPA față de 3G? Ce viteze se pot atinge pe downlink și pe uplink?
HSPA = High-Speed Packet Access
- a adus o modulație în plus de 16 QAM
- lungimi de cadre radio reduse
- noi funcționalități în cadrul rețelelor radio
Viteză atinsă pe downlink = 28 Mbps
Viteză atinsă pe uplink = 11.5 Mbps
- Care sunt domeniile din arhitectura sistemului 4G? Explicați pe schema furnizată de profesor.
4G = LTE = Long Term Evolution
- UE (user equipement) = Terminalul utilizatorului
- UE contine modulul USIM (Universal Subscriber Identity Module) și este folosit pentru identificarea si autentificarea utilizatorului, si pentru generarea cheilor de securitate ce sunt folosite in protejarea transmisiei pe interfata radio. - E-UTRAN (Evolved UMTS Terrestrial Radio Acces Network) = Rețeaua de acces radio
- Ca si retea, E-UTRAN este pur si simplu o structură de eNodeB-uri conectate intre ele. eNodeB este punctul terminal pentru toate protocoalele de tip radio. - CN (Core Network EPC - Evolved Packet Core) = Rețeaua Centrală
- Ce schimbări aduce tehnologia 5G față de 4G?
- aduce o noua tehnologie pentru plasarea de dispozitive high-speed
- latență redusă = răspuns rapid, de mare viteză d.p.v wireless
Latența este timpul necesar pentru dispozitive pentru a răspunde reciproc prin rețeaua fără fir.
La sistemele 4G latenta = 20-30 ms
La sistemele 5G latenta = 4-5 ms
- protocoale mai simple și antene multiple puse pe un suport
- virtualizare = trecerea masivă în cloud, nu mai lucram pe device-urile noastre, ci lucram in cloud
Tehnologia 5G este bazată pe 8 cerințe de bază:
- Rata de transfer date de până la 10 Gbps -> 10 - 100x îmbunătățire față de rețelele 4G și 4.5G (s-a ajuns doar in conditii de laborator)
- Latență de 1 milisecundă (inca nu s-a ajuns aici)
- Lățime de bandă 1000x pe unitate de suprafață (țeava pe care trimitem datele)
- 100% disponibilitate
- 100% acoperire
- Reducere cu 90% a consumului de energie al rețelei
- Față de 4G, 5G înseamnă cel puțin de 100 de ori mai mult de dispozitive conectate
Sisteme 3G – latența aprox. 100 ms
*Sisteme 5G URLLC** (Ultra Reliable Low Latency Comunications) – 1 ms
- Ce aplicații se pot dezvolta folosind 5G?
- Aplicații pentru casele inteligente
- Aplicații mobile ce necesită viteză mare și latentă mică
- Dezvoltarea Realității Virtuale (VR-holograme live)
- Dezvoltarea educației la distanță
- Eficientizarea și contorizarea inteligentă a energiei
- Aplicații medicale (roboti pentru operații ce necesită o latență mică)
- Dezvoltarea industriei automobilelor autonome ce necesită o comunicare de viteză cu latență mică.
- Care sunt cele 3 mari categorii de cazuri de utilizare pentru 5G? Explicați
- eMBB = enhanced mobile BroadBand = Bandă largă
- oferă 100 Mbps oriunde
- densitate de trafic mai mare sau egala cu 10 terabit pe secunda pe km2
- 20 Gbps rata maxima a datelor
- totul se va intampla in cloud/datele raman in cloud dar prezintă vulnerabilitate
- 5 ms latenta
- 30 Bps pe Hertz = eficienta spectrala - mMTC = massive Machine Type Communication
- densitatea de terminale - mai mult de 1 milion pe km2
- bateria sa aiba 10 ani de viata
- foarte ieftine pentru ca sunt device-uri mici
- sa creasca foarte mult acoperirea lor - URLLC = Ultra-Reliable low Latency Communications
- fiabilitate 100%
- timpul de reacție să fie foarte rapid = latenta de 1 ms
- o securitate foarte puternica
- Care sunt factorii care duc la atenuarea undelor milimetrice prin atmosferă, în cazul 5G?
- Pierderea puterii semnalului în spațiul liber = cu cat frecventa e mai mare, cu atat distanta scade.
- Atenuarea atmosferică = se datorează moleculelor de gaz din atmosferă ce absorb energia undei electromagnetice.
- Atenuarea introdusă de ploaie = este cauzată de interacțiunea dintre picăturile de ploaie și unda propagată.
- Atenuarea datorată vegetației = prezența vegetației între emițător și receptor ce adaugă atenuare suplimentară semnalului și poate afecta grav calitatea serviciilor.
- Atenuarea materialelor = unda milimetrica nu trece prin zid; principala problema care nu poate fi controlată datorită arhitecturii urbane și a densității mari de construcții.
- Atenuare prin mecanismele de propagare = reflexia, refracția și împrăștierea undelor sunt principalele variabile.
- Efectul Doppler = datorită vitezei de deplasare a ME în spațiul geografic.
= cu cat ne deplasam mai repede apare aceasta frecventa Doppler, care alunecă frecventa si introduce defazaje pe semnal, se muta semnalul stanga-dreapta.
