Ευρυζωνικές Τεχνολογίες — Ιούνιος 2020¶

Μεταγραφή από τη φωτογραφία rn_image_picker_lib_temp_6781c239-8274-4ffe-b652-f1a5d338eac2.jpg.

rn_image_picker_lib_temp_6781c239-8274-4ffe-b652-f1a5d338eac2.jpg¶

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ
ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ
Τμήμα Μηχανικών Ηλεκτρονικών Υπολογιστών & Πληροφορικής
Τομέας Εφαρμογών και Θεμελιώσεων της Επιστήμης των Υπολογιστών

ΕΥΡΥΖΩΝΙΚΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ¶

Πέμπτη 18 Ιουνίου 2026
Διάρκεια: 2 ώρες
ΚΑΘΗΓΗΤΕΣ: [ονόματα παραλείπονται]

Ζήτημα 1ο (40%)¶

α. [15%] Περιγράψτε τον τρόπο λειτουργίας της τεχνολογίας Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL),
β. [10%] Ποια είναι τα βασικά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της συγκεκριμένης τεχνολογίας;
γ. [15%] Ποια είναι η δομή και ποιος ο ρόλος ενός POTS Splitter στο ADSL;

Ζήτημα 2ο (30%)¶

α. [15%] Περιγράψτε τη δομή του βασικού πλαισίου στην τεχνολογία Synchronous Optical Networking (SONET). Σημείωση: Στην απάντησή σας θα πρέπει να κάνετε αναφορά στα τμήματα από τα οποία αποτελείται το πλαίσιο και το μέγεθος του κάθε τμήματος.
β. [15%] Αναφέρετε τις βασικές συσκευές των δικτύων SONET.

Ζήτημα 3ο (30%)¶

α. [15%] Περιγράψτε τους διαφορετικούς τύπους συντονισμού των σταθμών βάσης για τη μείωση της παρεμβολής μεταξύ κυψελών (inter-cell interference coordination) στα δίκτυα Long Term Evolution Advanced (LTE-A).
β. [15%] Πως λειτουργεί η τεχνολογία Coordinated multipoint (CoMP) στα δίκτυα LTE-A;

ΚΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ

Λύσεις (⚪ AI, μη επαληθευμένο)

Κατάσταση: ⚪ AI, μη επαληθευμένο Πηγή: λύσεις AI (deepseek-flash), ανεξάρτητη επανάληψη και αντιπαραβολή· καμία δεν έχει ελεγχθεί από άνθρωπο

Προσοχή

Λύση από AI — ελέγξτε την· δεν έχει επαληθευτεί από άνθρωπο. Η ένδειξη «δύο λύσεις συμφωνούν» δεν σημαίνει ότι η απάντηση είναι σωστή.

AI λύσεις — 2020-06¶

Οι λύσεις γράφτηκαν από μοντέλα AI και δεν έχουν ελεγχθεί από άνθρωπο. Η αρίθμηση ακολουθεί το αρχείο θεμάτων.

Θέμα 1ο¶

Αξιοπιστία: μία λύση AI, δεν έχει αντιπαραβληθεί με δεύτερη · εμπιστοσύνη λύτη: υψηλή

α) Τρόπος λειτουργίας του ADSL

Το ADSL είναι τεχνολογία ψηφιακής συνδρομητικής γραμμής που χρησιμοποιεί το ήδη υπάρχον συνεστραμμένο χάλκινο ζεύγος της τηλεφωνίας (local loop) μεταξύ του χώρου του συνδρομητή (CPE) και του τοπικού κέντρου (DSLAM), παρέχοντας ταυτόχρονα κλασική τηλεφωνία (POTS) και δεδομένα. Βασικά χαρακτηριστικά λειτουργίας:

Ασυμμετρία: ο ρυθμός προς τον συνδρομητή (downstream) είναι πολύ μεγαλύτερος από τον ρυθμό προς το δίκτυο (upstream), γιατί η τυπική κίνηση είναι ασύμμετρη. Ενδεικτικά ADSL (G.992.1): έως ≈8 Mbit/s downstream και ≈1 Mbit/s upstream· ADSL2+ (G.992.5) έως ≈24 Mbit/s downstream.
Διαχωρισμός ζώνης συχνοτήτων: η ζώνη 0–4 kHz χρησιμοποιείται από το POTS· τα δεδομένα μεταφέρονται σε υψηλότερες συχνότητες (upstream περίπου 25–138 kHz, downstream από ≈138 kHz έως 1,1 MHz για ADSL, έως 2,2 MHz για ADSL2+). Ο διαχωρισμός γίνεται με FDD (ή και echo cancellation για επικάλυψη ζωνών).
Διαμόρφωση DMT (Discrete MultiTone): το διαθέσιμο εύρος χωρίζεται σε πολλούς ανεξάρτητους υποφορείς (τόνους) πλάτους 4,3125 kHz (256 τόνοι στο ADSL, 512 στο ADSL2+). Κάθε τόνος διαμορφώνεται με QAM και μεταφέρει διαφορετικό αριθμό bits (π.χ. 2–15 bits/σύμβολο) ανάλογα με τον μετρούμενο λόγο σήματος-θορύβου (SNR) του κάθε τόνου (bit loading / rate adaptation).
Διαδικασία εκκίνησης (initialization): γίνεται ανταλλαγή (handshake), μέτρηση του καναλιού (channel analysis: SNR ανά τόνο), συμφωνία bit/gain allocation μεταξύ ATU-C (κέντρο) και ATU-R (συνδρομητής) και μετάβαση σε κατάσταση «showtime» μετάδοσης. Υποστηρίζονται προσαρμογή ρυθμού (rate adaptive), seamless rate adaptation και διαχείριση ισχύος.
Μεταφορά δεδομένων: τα δεδομένα μεταφέρονται συνήθως σε ATM cells (ή σε PTM/Ethernet σε νεότερες εκδόσεις) πάνω από το ADSL, με πρωτόκολλα όπως PPPoE/PPPoA, και συγκεντρώνονται στο DSLAM.
Η γραμμή είναι αποκλειστική (point-to-point) για κάθε συνδρομητή, σε αντίθεση με το κοινόχρηστο μέσο των καλωδιακών δικτύων.

β) Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Πλεονεκτήματα: - Αξιοποιεί την υπάρχουσα υποδομή χαλκού: γρήγορη και φθηνή ανάπτυξη, χωρίς εκσκαφές/νέα καλωδίωση. - Ταυτόχρονη λειτουργία τηλεφωνίας και δεδομένων στην ίδια γραμμή (με splitter/filters). - «Πάντα ενεργή» (always-on) σύνδεση, χωρίς χρονοχρέωση κλήσης· αποκλειστική γραμμή ανά χρήστη (δεν μοιράζεται το μέσο, όπως στο HFC). - Ασυμμετρία προσαρμοσμένη στην τυπική κίνηση Internet (μεγάλο downstream). - Προσαρμοστικός ρυθμός μετάδοσης ανάλογα με την ποιότητα της γραμμής.

Μειονεκτήματα: - Ο ρυθμός εξαρτάται έντονα από το μήκος και την ποιότητα του χάλκινου βρόχου (εξασθένηση αυξάνει με συχνότητα και απόσταση) και από τη διατομή του καλωδίου· μεγάλες αποστάσεις ή κακή καλωδίωση (bridged taps, κόμβοι) μειώνουν δραστικά την απόδοση. - Παρεμβολές (crosstalk): NEXT/FEXT από γειτονικά ζεύγη στο ίδιο καλώδιο (binder), διαταραχές από ραδιοσυχνότητες και από συσκευές· διακύμανση ρυθμού. - Ασυμμετρία: μειονέκτημα για εφαρμογές με μεγάλο upstream (π.χ. αποστολή αρχείων, VoIP/video conferencing σε μεγάλη κλίμακα, peer-to-peer uplink). - Περιορισμένη κλιμάκωση σε σχέση με οπτικές ίνες (FTTH) — δεν επαρκεί για μελλοντικές πολύ υψηλές ταχύτητες. - Απαιτεί ενεργό DSLAM και εξαρτάται από την ύπαρξη παρόχου στο τοπικό κέντρο· δεν καλύπτει περιοχές χωρίς χάλκινο δίκτυο.

γ) POTS Splitter: δομή και ρόλος

Δομή: παθητικό δικτύωμα φίλτρων (χωρίς τροφοδοσία) με δύο διαδρομές: - Χαμηλοπερατό φίλτρο (LPF) με αποκοπή περίπου στα 4 kHz, που οδηγεί στο τηλεφωνικό τερματικό (POTS). - Υψηλοπερατό φίλτρο (HPF) (από ≈25 kHz και άνω), που οδηγεί στο ADSL modem. Οι δύο διαδρομές συνδέονται παράλληλα στο κοινό ζεύγος (γραμμή), με απομόνωση/τερματισμό υψηλής σύνθετης αντίστασης για τις «ξένες» ζώνες. Τοποθετείται και στις δύο άκρες: στο χώρο του συνδρομητή (splitter ή μικροφίλτρα σε κάθε τηλέφωνο) και στο τοπικό κέντρο (στο MDF/μπροστά από το DSLAM).

Ρόλος: διαχωρίζει τη ζώνη φωνής (0–4 kHz) από τη ζώνη δεδομένων, ώστε: - το POTS να συνεχίζει να λειτουργεί ανεξάρτητα από την κατάσταση του ADSL modem (ακόμη και χωρίς τροφοδοσία ή αν το modem είναι σβηστό), - να μην παρεμβάλλει το ισχυρό σήμα ADSL στο τηλεφωνικό σήμα (θόρυβος/ακουστικός θόρυβος) και αντίστροφα να προστατεύεται το modem από τα σήματα/μεταβατικές του τηλεφώνου (κουδούνισμα, on/off hook), - να επιτρέπει ταυτόχρονη χρήση τηλεφώνου και Internet και να μην επηρεάζεται η προσαρμογή (training) της γραμμής από τις τηλεφωνικές συσκευές.

Θέμα 2ο¶

Αξιοπιστία: μία λύση AI, δεν έχει αντιπαραβληθεί με δεύτερη · εμπιστοσύνη λύτη: υψηλή

α) Δομή βασικού πλαισίου SONET (STS-1)

Το βασικό πλαίσιο είναι το STS-1 (Synchronous Transport Signal level 1), που μεταδίδεται ως OC-1 στα 51,84 Mbit/s και επαναλαμβάνεται κάθε 125 μs. Αποτελείται από 90 στήλες × 9 γραμμές = 810 bytes (6480 bits), δηλαδή 810 × 8 bits / 125 μs = 51,84 Mbit/s.

Δομικά τμήματα: 1. Transport Overhead (TOH) — οι πρώτες 3 στήλες × 9 γραμμές = 27 bytes: - Section Overhead (SOH): 3 στήλες × 3 γραμμές = 9 bytes (A1, A2 framing, J0, B1, E1, F1, D1–D3 κ.λπ.), υπεύθυνο για τη λειτουργία σε επίπεδο section (μεταξύ γειτονικών συσκευών). - Line Overhead (LOH): 3 στήλες × 6 γραμμές = 18 bytes (H1, H2, H3 pointers, B2, K1, K2, D4–D12, M0/M1, E2 κ.λπ.), υπεύθυνο για τη λειτουργία σε επίπεδο line (μεταξύ πολυπλεκτών/κόμβων). 2. Synchronous Payload Envelope (SPE) — οι υπόλοιπες 87 στήλες × 9 γραμμές = 783 bytes: - STS Path Overhead (POH): 1 στήλη × 9 γραμμές = 9 bytes (J1, B3, C2, G1, F2, H4, Z3–Z5), end-to-end για το path. - Ωφέλιμο φορτίο (payload): 774 bytes (π.χ. ATM cells, IP/PPP πλαίσια, T1/E1 κ.λπ.). Το SPE μπορεί να «γλιστρά» (floating) ως προς το πλαίσιο και ο δείκτης (H1/H2/H3) δείχνει την αρχή του. Πολλαπλά STS-1 πολυπλέκονται byte-interleaved σε STS-N/OC-N (π.χ. OC-3 = 155,52 Mbit/s, αντίστοιχο STM-1).

β) Βασικές συσκευές δικτύων SONET

Terminal Multiplexer (TM / PTE — Path Terminating Equipment): άκρο του δικτύου· πολυπλέκει τις ροές πελατών (π.χ. DS-1/E1, ATM, Ethernet) σε STS-N και τερματίζει το path overhead.
Regenerator (REG): αναγεννά το οπτικό σήμα σε μεγάλες αποστάσεις· τερματίζει μόνο το section overhead (δεν επεξεργάζεται payload).
Add/Drop Multiplexer (ADM): κόμβος που προσθέτει/αφαιρεί επιμέρους ροές (STS-1 ή sub-rate) από ένα υψηλό STS-N χωρίς αποπολυπλεξία ολόκληρου του σήματος· υποστηρίζει τομείς/δακτυλίους και προστασία (π.χ. UPSR/BLSR).
Digital Cross-Connect (DCS / DXC): κέντρο διασύνδεσης που μεταγωγικά/στατικά συνδέει ροές μεταξύ πολλών γραμμών (σε επίπεδο STS ή VT), για δρομολόγηση και αναδιάταξη χωρητικότητας.
(Συμπληρωματικά: STS multiplexer για πολυπλεξία πολλών STS-1 σε STS-N, και οπτικοί πομποδέκτες/OLTE για τη μετατροπή ηλεκτρικού–οπτικού σήματος.)

Θέμα 3ο¶

Αξιοπιστία: μία λύση AI, δεν έχει αντιπαραβληθεί με δεύτερη · εμπιστοσύνη λύτη: υψηλή

α) Τύποι συντονισμού σταθμών βάσης για μείωση της inter-cell παρεμβολής (ICIC) στο LTE-A

Ο ICIC στοχεύει στον έλεγχο της παρεμβολής μεταξύ γειτονικών κυψελών (κυρίως στο downlink, αλλά και uplink) με συντονισμό των πόρων (συχνότητα, χρόνος, ισχύς, χώρος) μεταξύ eNBs. Διακρίνεται σε κατηγορίες:

Στατικός / ημι-στατικός συντονισμός στον τομέα συχνοτήτων (frequency-domain ICIC):
Fixed frequency reuse (π.χ. reuse 3): διαφορετικές υποζώνες ανά κυψέλη, υψηλό reuse στο κέντρο και χαμηλό (reuse 1) στα άκρα.
Fractional Frequency Reuse (FFR) και Soft Frequency Reuse (SFR): το κέντρο της κυψέλης χρησιμοποιεί όλο το εύρος με χαμηλή ισχύ, ενώ τα άκρα χρησιμοποιούν υποσύνολο υποφερόντων με υψηλότερη ισχύ, ώστε να μειωθεί η παρεμβολή στα άκρα γειτονικών κυψελών. Ο διαχωρισμός γίνεται εκ των προτέρων (static) ή με αργή προσαρμογή.
Ημι-στατικός ICIC με σηματοδοσία μέσω X2: οι γειτονικοί eNBs ανταλλάσσουν δείκτες φόρτου/παρεμβολής, π.χ. RNTP (Relative Narrowband Transmit Power — ποια υποφέροντα θα εκπέμπονται με υψηλή ισχύ), HII (High Interference Indicator — υποφέροντα όπου προβλέπεται υψηλή παρεμβολή στο uplink) και OI (Overload Indicator — μέτρηση πραγματικής παρεμβολής). Με βάση αυτά γίνεται προγραμματισμός/περιορισμός ισχύος σε κλίμακα δεκάδων–εκατοντάδων ms.
Συντονισμός στον τομέα χρόνου — eICIC (enhanced ICIC) για ετερογενή δίκτυα (macro–pico/femto): ο macro σταθμός βάσης δημιουργεί Almost Blank Subframes (ABS), δηλαδή υποπλαίσια όπου εκπέμπει μόνο τα απαραίτητα σήματα (CRS, συγχρονισμός) με ελάχιστη ισχύ, ώστε οι pico κυψέλες να εξυπηρετούν τα άκρα τους (ιδίως σταθμούς σε Cell Range Expansion, CRE) με μειωμένη παρεμβολή. Συνδυάζεται με κυψελωτή επιλογή (CRE bias) και συντονισμό φόρτου (load balancing).
Συντονισμός στον τομέα ισχύος: έλεγχος ισχύος εκπομπής (downlink power control, uplink fractional power control — π.χ. με παραμέτρους \(P_0\), \(\alpha\)) και διαμόρφωση δεσμών (beamforming) για μείωση της παρεμβολής προς γειτονικές κυψέλες.
Δυναμικός συντονισμός (dynamic ICIC): γρήγορη (ανά ms/TTI) ανταλλαγή πληροφορίας κατάστασης καναλιού/προγραμματισμού μεταξύ eNBs και coordinated scheduling/beamforming ή από κοινού μετάδοση — στην πράξη υλοποιείται μέσω CoMP (βλ. ερώτημα β) και απαιτεί χαμηλή καθυστέρηση backhaul (X2, οπτικές ίνες).

β) Λειτουργία του Coordinated Multipoint (CoMP) στο LTE-A

Το CoMP είναι πλαίσιο συντονισμένης μετάδοσης/λήψης από πολλαπλά σημεία (σταθμούς βάσης, RRH, απομακρυσμένες κεραίες) που εξυπηρετούν από κοινού έναν ή περισσότερους χρήστες, ώστε η παρεμβολή από γειτονικές κυψέλες να γίνει χρήσιμο σήμα ή να μειωθεί.

Βασικές κατηγορίες: - Joint Processing (JP) — από κοινού επεξεργασία δεδομένων χρήστη σε πολλά σημεία: - Joint Transmission (JT): πολλά σημεία εκπέμπουν ταυτόχρονα τα ίδια δεδομένα προς τον χρήστη (με κατάλληλες προκωδικοποιήσεις/συντελεστές βάρους), ώστε τα σήματα να προστίθενται ενισχυτικά και να βελτιώνεται το SNR (ιδίως στα άκρα κυψελών). - Dynamic Point Selection (DPS): τα δεδομένα είναι διαθέσιμα σε πολλά σημεία, αλλά ανά TTI επιλέγεται το καταλληλότερο σημείο μετάδοσης (με βάση το κανάλι/φόρτο). - Coordinated Scheduling / Beamforming (CS/CB): τα δεδομένα του χρήστη μεταδίδονται από ένα μόνο σημείο, αλλά ο προγραμματισμός (πόροι, MCS) και/ή τα βάρη των κεραιών (beamforming) συντονίζονται μεταξύ γειτονικών σημείων, ώστε να μειωθεί η παρεμβολή προς τους χρήστες των γειτονικών κυψελών (π.χ. επιλογή υποφερόντων/δεσμών που δεν «χτυπούν» ευαίσθητους χρήστες).

Προϋποθέσεις λειτουργίας: - Γνώση καναλιού (CSI) για τις γραμμές κάθε σημείου προς τον χρήστη· ο UE στέλνει μετρήσεις (CSI-RS/RSRP, CSI feedback) και αναφέρει το σύνολο σημείων (measurement set / CoMP set). - Χαμηλή καθυστέρηση και υψηλή χωρητικότητα backhaul/X2 για ανταλλαγή δεδομένων (JP) και πληροφορίας προγραμματισμού (CS/CB), καθώς και συγχρονισμός και κοινή αναφορά χρόνου/φάσης (ιδίως για JT). - Υποστήριξη στο επίπεδο MAC/RRC (διαμόρφωση CoMP set, reporting sets), με διαφάνεια προς το δίκτυο κορμού.

Οφέλη: αύξηση ρυθμού/φάσματος στα άκρα κυψελών, βελτίωση κάλυψης και φασματικής απόδοσης, μετατροπή της δια-κυψελικής παρεμβολής σε ωφέλιμο σήμα. Μειονεκτήματα: επιβάρυνση σηματοδοσίας (feedback), απαιτήσεις backhaul και πολυπλοκότητα επεξεργασίας/συγχρονισμού.

(Σημείωση: το αρχείο αναφέρει ημερομηνία «18 Ιουνίου 2026» ενώ η συνεδρία χαρακτηρίζεται 2020-06 — δεν επηρεάζει τις απαντήσεις.)

✔ Επιβεβαίωσε · ✖ Βρήκα λάθος

✖ Βρήκα λάθος στη μεταγραφή