ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

2η Γραπτή Εργασία ΠΛΗ 23Ακαδημαϊκό Έτος 2010-2011

(Τόμος Α΄, Κεφάλαια 4-5)Ημερομηνία Παράδοσης 23/01/2011

Άσκηση 1Στόχος:

Στο πλαίσιο της εκπαιδευτικής ύλης του Α Τόμου, ο στόχος της άσκησης είναι να εξοικειωθεί ο/η φοιτητής/τρια:1. με τα κυψελωτά δίκτυα κινητής τηλεφωνίας2. με τη διαχείριση συχνοτήτων3. με τη διάσπαση κυψελών (cell splitting)

Απαραίτητες γνώσεις:

Κεφάλαιο 4, του Τόμου Α’ ΕΔΥ (κινητές επικοινωνίες)

Σε μια συγκεκριμένη γεωγραφική περιοχή πρόκειται να εγκατασταθεί και να λειτουργήσει ένα δίκτυο κυψελωτής κινητής τηλεφωνίας. Λαμβάνοντας υπόψη στη συγκεκριμένη γεωγραφική περιοχή τα ηλεκτρικά, τα ηλεκτρομαγνητικά χαρακτηριστικά και το φορτίο συνδρομητικής κίνησης αποφασίσθηκε όπως χρησιμοποιηθούν τέσσερις μεγάλες κυψέλες (Σχήμα 1), ονομαζόμενες μακροκυψέλες. Οι κεραίες των σταθμών βάσης τοποθετούνται στα κέντρα των κυψελών, οι οποίες έχουν σχήμα κανονικού εξαγώνου. Σημειώνεται ότι το διαθέσιμο φάσμα για κάθε μακροκυψέλη είναι 5 MHz. Να ληφθεί υπόψη ότι η ελάχιστη συχνοτική απόσταση των διαδοχικών καναλιών είναι 200 KHz.

Σχήμα 1: Γεωγραφική περιοχή καλυπτόμενη από μακροκυψέλες

1

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΝα απαντηθούν οι παρακάτω ερωτήσεις:

Ερώτηση (α):

Να προσδιοριστεί ο συνολικός αριθμός των καναλιών για ολόκληρη τη γεωγραφική περιοχή όπου κινούνται οι συνδρομητές του συγκεκριμένου δικτύου και που αποτυπώνεται στο Σχήμα 1

Ερώτηση (β):

(β1) Για λόγους εξυπηρέτησης ενός αυξημένου συνδρομητικού φορτίου, η κάθε μακροκυψέλη ακτίνας R του Σχήματος 1, διασπάται σε μικρότερες ακτίνας R/2, ονομαζόμενες μικροκυψέλες. Να σημειωθεί ότι το φάσμα συχνοτήτων σε κάθε μικροκυψέλη είναι μειωμένο κατά 30% της αρχικής κυψέλης (μακροκυψέλης). Να σχεδιάσετε το σχήμα με τις μικροκυψέλες και να προσδιορισθεί ο συνολικός αριθμός των καναλιών με βάση την κάλυψη της γεωγραφικής περιοχής με μικροκυψέλες. Οι κεραίες των σταθμών βάσης τοποθετούνται και πάλι στα κέντρα των μικροκυψελών. H διάταξη των μικροκυψελών μπορεί να προκύψει από ομάδες παράλληλων ευθειών οι οποίες διέρχονται από τα μέσα των πλευρών των μακροκυψελών (Σχήμα 1). Από τις τομές των ομάδων των παράλληλων ευθειών θα σχηματισθεί η διάταξη των μικροκυψελών.

(β2) Με βάση τη γεωμετρία του προκύπτοντος σχήματος κάλυψης με μικροκυψέλες, υπάρχουν περιοχές της ενεργού γεωγραφικής περιοχής που λειτουργεί το δίκτυο κινητής τηλεφωνίας και οι οποίες σχηματικά δεν καλύπτονται ηλεκτρομαγνητικά? Τις περιοχές αυτές να τις σκιάσετε σε αντίστοιχο σχήμα. Στη περίπτωση αυτή και για συνθήκες λειτουργίας πραγματικού συστήματος (στις σκιασμένες περιοχές) να καταγράψετε με ΝΑΙ ή ΟΧΙ (Πίνακας 1) και να αιτιολογηθούν οι απαντήσεις στα πιθανά σενάρια επικοινωνιών. Ποιο κατά την άποψή σας είναι το πλέον πιθανό σενάριο (από τα τρία που αναγράφονται στο Πίνακα 1) να συμβεί από πλευράς επικοινωνιών. Αιτιολογήστε την απάντησή σας.

Πίνακας 1: Σενάρια επικοινωνιών στις γραμμοσκιασμένες περιοχές

ΣΕΝΑΡΙΑ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΣΕΝΑΡΙΟΥ ΝΑΙ ΟΧΙ

ΣΕΝΑΡΙΟ 1 Πραγματοποίηση επικοινωνίαςΣΕΝΑΡΙΟ 2 Μη πραγματοποίηση επικοινωνίαςΣΕΝΑΡΙΟ 3 Πιθανές συχνές μεταπομπές (handover)

Ερώτηση (γ):

(γ1) Θεωρούμε ότι τρείς (3) μικροκυψέλες εξυπηρετούν μια αστική περιοχή η οποία χαρακτηρίζεται από ομοιόμορφα κατανεμημένα οικοδομήματα με τα ίδια ακριβώς τεχνικά χαρακτηριστικά (υλικά, ύψη κτιρίων, κ.λ.π). Επίσης, στις θέσεις που δείχνονται στο Σχήμα 2, βρίσκονται δύο (2) συνδρομητές Σ1 και Σ2.

Σχήμα 2: Αστική Περιοχή με τρείς σταθμούς βάσης

2

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Με δεδομένο ότι οι τρείς σταθμοί βάσης εκπέμπουν με την ίδια ισχύ, να διευκρινίσετε σε ποιούς σταθμούς βάσης αντιστοιχούν οι παρακάτω γραφικές παραστάσεις (Σχήμα 3) μεταβολής σήματος σε συνάρτηση με την απόσταση (δηλαδή να δηλώσετε τον αύξοντα αριθμό του σταθμού βάσης (1, 2ή 3) καθώς τη θέση του αντίστοιχου συνδρομητή (δηλαδή Σ1 ή Σ2). Δηλαδή, ζητείται να σημειώσετε στο Σχήμα 3 τους ορθούς Σταθμούς Βάσης (δηλαδή ΣΒ1 ή ΣΒ2 ή ΣΒ3) και τους ορθούς κωδικούς των συνδρομητών (δηλαδή Σ1 ή Σ2)

Σχήμα 3: Γραφικές παραστάσεις μεταβολής σήματος σε συνάρτηση με την απόσταση

(γ2) Σε ποιες περιπτώσεις οι συνδρομητές Σ1 και Σ2, μπορούν να βρεθούν σε κατάσταση στην οποία μπορεί να πραγματοποιηθεί μεταπομπή; Να αιτιολογηθεί η απάντηση.

ΣΗΜΕΙΩΣΗ:

1. Οι μεταβολές της στάθμης του λαμβανομένου σήματος στο σχήμα 3, είναι ενδεικτικές.

2. Μακροκυψέλη είναι η κυψέλη με μεγάλη ακτίνα.

3. Μικροκυψέλη είναι η κυψέλη με πολύ μικρή ακτίνα σε σύγκριση με τη μακροκυψέλη.

4. Τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά των συστημάτων εκπομπής και λήψης έχουν να κάνουν με τις παραμέτρους που σχετίζονται με τις ισχείς εκπομπής και τις ισχείς λήψης.

5. Τα ηλεκτρομαγνητικά χαρακτηριστικά έχουν να κάνουν με τις παραμέτρους που σχετίζονται με τις κεραίες των σταθμών εκπομπής και λήψης (π.χ. κέρδος κεραιών, κ.λ.π).

3

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Άσκηση 2Στόχος:

Στο πλαίσιο της εκπαιδευτικής ύλης του Α Τόμου, ο στόχος της άσκησης είναι να εξοικειωθεί ο/η φοιτητής/τρια:1. με την αρχιτεκτονική GSM2. με τις λειτουργικές διαδικασίες ενημέρωσης θέσης 3. με τη διαδικασία της μεταπομπής (handover)

Απαραίτητες γνώσεις:

Κεφάλαιο 4, του Τόμου Α’ ΕΔΥ (κινητές επικοινωνίες)

Σε ένα κυψελωτό σύστημα κινητών επικοινωνιών (π.χ. τεχνολογίας GSM) η διαδικασία ενημέρωσης θέσης της φορητής συσκευής είναι πολύ σημαντική διαδικασία. Για να πραγματοποιηθεί η διαδικασία ενημέρωσης θέσης θα πρέπει η περιοχή κάλυψης η οποία αποτελείται από ένα σύνολο κυψελών να ομαδοποιηθεί σε Περιοχές Εντοπισμού (Location Areas – LA), όπου η κάθε LA αποτελείται από ένα υποσύνολο κυψελών. Η ενημέρωση θέσης λαμβάνει χώρα όταν η φορητή συσκευή διέρχεται από μια LA σε μια νέα LA.

Ερώτηση (α)

(α1) Αν κατά τη μετάβαση της φορητής συσκευής από την παλαιά LA στην νέα LA (να σημειωθεί ότι η παλαιά LA και η νέα LA είναι άμεσα γειτονικές), η νέα LA ανήκει σε διαφορετική Βάση Επισκεπτών (Visitor Location Register – VLR), να καταγράψετε με βάση την αρχιτεκτονική του GSM τις οντότητες των επιπέδων του ραδιοδικτύου (radionetwork level) και της μεταγωγής (switching level) ώστε να διασφαλισθεί η συγκεκριμένη λειτουργική διαδικασία. Επίσης, να δώσετε τη σχηματική αναπαράσταση όπου να δείχνονται όλες οι επιμέρους οντότητες.

(α2) Με βάση το υποερώτημα (α1), σε ποια ζευγάρια οντοτήτων, λαμβάνουν χώρα:

o α) ο έλεγχος της αυθεντικότητας της φορητής συσκευής

o β) η ακύρωση της παλαιάς θέσης της φορητής συσκευής

o γ) το μήνυμα επαλήθευσης της ακύρωσης της παλαιάς θέσης της φορητής συσκευής

Ερώτηση (β)

Θεωρούμε ένα συνδρομητή, ο οποίος έχει ανοικτή τη φορητή συσκευή και διέρχεται από διαδοχικές κυψέλες κατά τη διαδρομή του από τη Θέση 1 στη Θέση 2 (Σχήμα 1). Επίσης, όλες οι κυψέλες είναι ίσες και έχουν ακτίνα 4 Km.

4

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Σχήμα 1: Πορεία φορητής συσκευής συνδρομητή σε διαδοχικές κυψέλες

Να υπολογισθούν:

(β1) Ο αριθμός των μεταπομπών (handovers) και ο αριθμός των ενημερώσεων θέσης, αν ο συνδρομητής με τη φορητή του συσκευή κινείται επί οχήματος με ταχύτητα 110 Km/h και ο τύπος της κίνησης είναι ευθύγραμμη ομαλή. Να θεωρήσετε ότι η έναρξη της κλήσης λαμβάνει χώρα στο σημείο Α και η χρονική διάρκεια της κλήσης είναι 8 min. Σε σχήμα να δείξετε προσεγγιστικά το σημείο στο οποίο περατώνεται η κλήση.

(β2) Απαντήστε στο παραπάνω, αν η χρονική διάρκεια της κλήσης είναι 20 min.

ΣΗΜΕΙΩΣΗ:

Θεωρούμε ότι οι κυψέλες είναι κύκλοι και οι κεραίες των σταθμών βάσης τοποθετούνται στα κέντρα τους

Όλες οι κυψέλες είναι ίσες

Η έναρξη της κλήσης ξεκινάει από την κυψέλη Κ3 στο σημείο Α το οποίο βρίσκεται στο κέντρο του κύκλου Κ3

Οι μεταπομπές (handovers) λαμβάνουν χώρα από τη μετάβαση της φορητής συσκευής του συνδρομητή από τη μία κυψέλη σε μια άμεσα γειτονική της

Ευθύγραμμη ομαλή κίνηση έχουμε όταν ένα κινητό κινείται με σταθερή ταχύτητα για όλο το χρονικό διάστημα της διαδρομής. Στην περίπτωση αυτή ισχύει ο τύπος: (Διανυόμενο Διάστημα) = (ταχύτητα) x (χρόνος)

5

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Άσκηση 3Στόχος:

Ο στόχος της άσκησης αυτής είναι η κατανόηση των βασικών τεχνικών διευθυνσιοδότησης στα σύγχρονα δίκτυα επικοινωνιών.

Απαραίτητες γνώσεις:

ΕΔΥ τόμου Α, Διάλεξη 5 - Διαδίκτυο ΕΔΥ τόμου Α, Διάλεξη Σχεδιασμός Δικτύων

Το Classless Inter Domain Routing (CIDR) είναι μια μέθοδος με την οποία εκχωρούμε διευθύνσεις IP χωρίς να λαμβάνουμε υπόψη τις κλάσεις διευθύνσεων A, B και C.

Στη σημειογραφία CIDR, μια διεύθυνση IP αναπαρίσταται με τη μορφή A.B.C.D /n, όπου το «/n» καλείται πρόθεμα IP ή πρόθεμα δικτύου. Το πρόθεμα IP ορίζει το πλήθος των περισσότερο σημαντικών bits που χρησιμοποιούνται για να προσδιορίσουν ένα δίκτυο.

Μετατρέψτε τις ακόλουθες αναπαραστάσεις στη σωστή μορφή χρησιμοποιώντας την αναπαράσταση προθέματος IP.

Α/Α Διεύθυνση IP Μάσκα Πρόθεμα IP

1 220.90.130.45 255.255.255.0

2 134.125.34.9 255.255.0.0

3 95.250.91.99 255.0.0.0

4 223.23.223.109 255.255.255.248

5 10.10.250.1 255.254.0.0

6 126.123.23.1 255.255.224.0

7 223.69.230.250 255.255.255.252

8 192.12.35.105 255.255.255.128

9 77.251.200.51 255.255.255.224

6

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

10 189.210.50.1 255.255.248.0

11 88.45.65.35 255.240.0.0

12 128.212.250.254 255.255.192.0

13 193.100.77.83 255.255.255.128

14 125.125.250.1 255.255.128.0

15 1.1.10.50 255.224.0.0

16 177.100.18.4 255.255.255.240

17 119.18.45.0 255.255.252.0

18 191.249.234.191 255.255.255.192

7

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Άσκηση 4Στόχος:

Ο στόχος της άσκησης αυτής είναι η κατανόηση των βασικών τεχνικών διευθυνσιοδότησης στα σύγχρονα δίκτυα επικοινωνιών.

Απαραίτητες γνώσεις:

ΕΔΥ τόμου Α, Διάλεξη 5 - Διαδίκτυο ΕΔΥ τόμου Α, Διάλεξη Σχεδιασμός Δικτύων

Θεωρήστε ότι είστε ο διαχειριστής του δικτύου της εταιρίας Smart Shopping Α.Ε. Το δίκτυο της εταιρίας φαίνεται στο ακόλουθο διάγραμμα:

Στην εταιρία σας έχει εκχωρηθεί το δίκτυο 172.25.0.0. Η εταιρία αναμένει αύξηση του μεγέθους της κατά 25% σε όλες τις περιοχές για τα επόμενα 5 έτη.

Με βάση αυτά τα δεδομένα, θα πρέπει να σχεδιάσετε το δίκτυό σας για τα επόμενα χρόνια. Η πολιτική της εταιρίας υπαγορεύει ότι:

η διεύθυνση IP που εκχωρείται σε μια εξ ορισμού πύλη (default gateway) είναι πάντα η τελευταία διεύθυνση host στο υποδίκτυο

στα υποδίκτυα εκχωρείται πάντα η πρώτη διαθέσιμη διεύθυνση υποδικτύου στη λίστα.

Ζητούνται τα ακόλουθα:

Ερώτηση (α)

Ποια είναι η κλάση των διευθύνσεων;

Ποια είναι η εξ ορισμού μάσκα υποδικτύου (σε μορφή με τελείες);

Πόσα bits δανειστήκατε; Ποια είναι η νέα μάσκα υποδικτύου (σε μορφή με τελείες);

Πόσα υποδίκτυα έχουν δημιουργηθεί;

Ποια είναι η νέα μάσκα υποδικτύου (σε μορφή προθέματος IP);

Πόσοι hosts υπάρχουν ανά υποδίκτυο;

Πόσοι είναι οι διαθέσιμοι hosts ανά υποδίκτυο;

8

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Ερώτηση (β)

Δώστε τις απαιτούμενες IP διευθύνσεις για τα υποδίκτυα που θα χρησιμοποιήσετε

Δίκτυο Διεύθυνση Δικτύου Εύρος Host Διεύθυνση Broadcast

Πωλήσεις

Μάρκετινγκ

Παραγωγή

Ερώτηση (γ)

Δώστε τις απαιτούμενες εκχωρήσεις διευθύνσεων για τις εξ ορισμού πύλες (default gateway)

Διεπαφή (Interface) Διεύθυνση IP Address Μάσκα υποδικτύου (σε μορφή με

τελείες)

Διεύθυνση IP Address και μάσκα υποδικτύου σε μορφή προθέματος IP

fa0/0 – Πωλήσεις

fa0/1 - Μάρκετινγκ

fa1/0 - Παραγωγή

ΣΗΜΕΙΩΣΗ:

Θεωρήστε τις διεπαφές (interfaces) fa0/0, fa0/1 και fa1/0 της εξ ορισμού πύλης (default gateway) ως διαφορετικές κάρτες δικτύου με τρεις ξεχωριστές IP διευθύνσεις. Η πύλη είναι ορατή στα αντίστοιχα υποδίκτυα μέσω της αντίστοιχης IP διεύθυνσης.

9

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Άσκηση 5Στόχος:

Ο στόχος της άσκησης είναι η κατανόηση των βασικών αρχών της γλώσσας HTML.

Απαραίτητες γνώσεις:

Τόμος Β: Κεφάλαιο 3: Ανάπτυξη απλών ιστοσελίδων.

Να δημιουργήσετε σε γλώσσα HTML, έναν δικτυακό τόπο με την ακόλουθη δομή:

Στο σχεδιασμό σας θα πρέπει να λάβετε υπόψη τις εξής προδιαγραφές:

1. Το μέγεθος του τίτλου θα πρέπει να είναι H1.

2. To μέγεθος της λέξης «Επιλογές» και της λέξης «Νέα» θα πρέπει να είναι Η2.

3. Οι επιλογές «Εικόνα 1» - «Εικόνα 5» είναι μικρογραφίες εικόνων (thumbnails) και

πατώντας επάνω τους θα πρέπει εμφανίζεται η μεγεθυμένη εικόνα και κάποια σχόλια

στην αντίστοιχη περιοχή στο κέντρο της ιστοσελίδας.

4. Οι επιλογές «Σύνδεσμος 1» - «Σύνδεσμος 5» είναι υπερσύνδεσμοι (hyperlinks) και

πατώντας επάνω τους θα πρέπει εμφανίζονται τα περιεχόμενα της αντίστοιχης σελίδας

σε νέα καρτέλα .

5. Οι συνεχόμενες γραμμές οριοθετούν τα πλαίσια (frames) που θα πρέπει να έχει

ιστοσελίδα σας.

10

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

6. Οι διακεκομμένες γραμμές οριοθετούν την εικόνα που βρίσκεται στο κέντρο της

ιστοσελίδας. Προτείνεται η εικόνα να είναι της μορφής jpeg ή png.

H δομή που φαίνεται στην παραπάνω εικόνα είναι υποχρεωτική. Το περιεχόμενό της (τίτλος,

επιλογές, νέα, κλπ) αποτελεί δική σας επιλογή.

Παραδοτέα:

1. Οι σελίδες που θα αναπτύξετε σε HTML καθώς και όλο το σχετικό υλικό που απαιτείται για

την ορθή λειτουργία του δικτυακού τόπου π.χ. εικόνες, σε ένα αρχείο zip.

2. Ο HTML κώδικας της εφαρμογής σας σχολιασμένος, στο αρχείο του word που περιέχει τις

απαντήσεις της 2ης Γραπτής Εργασίας.

11

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Κριτήρια αξιολόγησης

Άσκηση 1 (Σύνολο) 25Ερώτηση α 3Ερώτηση β1 7Ερώτηση β2 5Ερώτηση γ1 5Ερώτηση γ2 5Άσκηση 2 (Σύνολο) 25Ερώτηση α1 5Ερώτηση α2 5Ερώτηση β1 8Ερώτηση β2 7Άσκηση 3 (Σύνολο) 10Άσκηση 4 (Σύνολο) 25Ερώτηση α 10Ερώτηση β 10Ερώτηση γ 5Άσκηση 5 15ΣΥΝΟΛΟ 100

Ο συνολικός βαθμός θα διαιρεθεί δια 10, ώστε να προκύψει ο τελικός βαθμός της εργασίας.

12