redes de telecomunicaciones cap2
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Curso Optativo
REDES DETELECOMUNICACIONES
EIE 551
Francisco Apablaza M.2012
famapablaza@hotmail.com
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Programa
Capítulo 22.- Revisión de Transmisión de Señales - Concepto de Modulación: analógica y digital
- Optimización de recursos- Multiplexión y Conmutación- Conceptos de tráfico, aleatoriedad, modelos- Aplicación de modelos de pérdida y espera
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Concepto de Modulación: analógica y digital
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¿porqué se modula?
Para adaptar una señal - fuente de información almedio de transmisión haciendo uso de una“portadora” que permita la adecuada propagaciónpor dicho medio.
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Concepto de Modulación: analógica y digital
ModulaciónConcepto: Modular una señal consiste en modificar
alguna de las características de esa señal, llamadaportadora, de acuerdo con las características de
otra señal llamada moduladora.
Los parámetros o magnitudes fundamentales de una señal
analógica “portadora”son:
Amplitud Frecuencia Fase
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Concepto de Modulación: analógica y digital Señales Moduladas
Analógica o Continua
AM: Modulación en Amplitud
FM: Modulación en Frecuencia
PM: Modulación en Fase
Discontinua (de pulsos)
PAM: Modulación por Amplitud de Pulsos
PWM: Modulación por Anchura de Pulso
PPM: Modulación por Posición de Pulso
Digital o disContinua
ASK: Modulación en Amplitud, Apagado Encendido
FSK: Modulación por Desviación de Frecuencia
PSK: Modulación por Desviación de Fase
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Concepto de Modulación: analógica y digital
Tiempo v/s Frecuencia
Dos modos de análisis: respuestas en el tiempo yen frecuencia
Ancho Espectral y Ancho de Banda
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Concepto de Modulación: analógica y digitalDiagrama fasorial: constelación
Cada punto representado un estadobinario mayor cercanía aumenta probabilidad
de error
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Concepto de Modulación: analógica y digital
Errores v/s RuidoBER
C/N
A mayor
modulación,requiere mayorC/N
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Concepto de Modulación: analógica y digitalDistorsión v/s Ancho de Banda
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Concepto de Modulación: analógica y digitalDistorsión v/s Ancho de Banda: criterios
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Concepto de Modulación: analógica y digital
Ejemplos Espectrales
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Concepto de Modulación: analógica y digital
OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing
Se reduce ISI (Interf Inter Simbolo) eICI (Interf Inter Canal)
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Concepto de Modulación: analógica y digitalOFDM: Orthogonal Frequency-Division Multiplexing
OFDM ha sido desarrollado como un esquema de modulación multiportadoraspara sistemas de banda ancha, que permiten un tratamiento diferenciado porimperfecciones del canal.
Ejemplos de aplicación:
ADSL, SDSL y VDSL sobre pares de cobre. Wi-Fi (IEEE 802.11a/g).
DVB en sistemas de TV.
IEEE 802.16 or WiMAX Wireless MANs.
Flash-OFDM cellular systems.
Power line communication (PLC).
Preguntas: ¿ ?
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Optimización de recursos
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Alto costo de medios de transmisión Necesidad de compartir recursos en
una dirección Reducción de infraestructura Creación de REDES
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Optimización de recursos
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Múltiples fuentes con necesidad de conexiónConexiones permanentes
Conexiones compartidasConexiones conmutadasMultiples Medios de Transmisión
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Optimización de recursos
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Áreas de Servicio: Local; Larga Distancia;Regionales; Nacionales e Internacionales;
…GLOBAL
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Optimización de recursos
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UN enlace … N canales para M Fuentes
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Multiplexión y Conmutación
Clases de multiplexación
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Multiplexión y Conmutación
FDM
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2.- Revisión de Transmisión de SeñalMultiplexión y Conmutación
Proceso de multiplexación FDM
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2.- Revisión de Transmisión de SeñaleMultiplexión y Conmutación
Proceso de demultiplexación FDM
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Multiplexión y Conmutación
TDM
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Multiplexión y Conmutación
TDM Síncrona
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Multiplexión y Conmutación
TDM síncrona, proceso de multiplexación
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Multiplexión y Conmutación
TDM síncrona, proceso de demultiplexación
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Multiplexión y Conmutación
Cálculo de la tasa de datos para las tramas
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Multiplexión y Conmutación
Jerarquías Estandarizadas
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Multiplexión y Conmutación
Jerarquías Estandarizadas: TDM-PCM Plesiócrono
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Multiplexión y Conmutación
Jerarquías Estandarizadas: TDM Sincrónico
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Multiplexión y Conmutación
Jerarquías Estandarizadas : WDM
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Multiplexión y Conmutación
Jerarquías Estandarizadas : WDM
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Multiplexión y Conmutación
Jerarquías Estandarizadas WDM
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Multiplexión y Conmutación
Comparación
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Multiplexión y Conmutación
Red telefónica
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Origen de las redes conmutadas
Conmutación de Circuitos
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Multiplexión y Conmutación
Red telefónica: histórica
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Conmutadores Paso a Paso y luego
de barras cruzadas
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Multiplexión y Conmutación
Red de Datos
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ó ó
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Multiplexión y Conmutación
Taxonomía de MAC
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Multiplexión y Conmutación
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Taxonomía según tipo de Nodo de conmutación
Redes
Hibrido
PaquetesConmutados
CircuitosConmutados
Broadcast
Datagramas
Redes Conmutadas
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Multiplexión y Conmutación
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Information transmitted by any node is receivedby every other node in the network
Examples:•
Usually in LANs (Local Area Networks)• E.g., Ethernet (classical), WiFi
What problems does this raise?• Problem #1: limited range• Problem #2: privacy of communication• Problem #3: coordinating access to the sharedcommunication medium (Multiple Access Problem)
Broadcast Communication Networks
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Multiplexión y Conmutación
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Information transmitted along a path of
intermediary nodes (“switches” or“routers”)
Basic issue: how the switches figureout the next hop along the path
Switched Communication Networks
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Multiplexión y Conmutación
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Circuit Switching (e.g., Phone Network)
• Establish: source creates circuit to destinationNodes along the path store connection info Nodesgenerally reserve resources for the connection Ifcircuit not available: “Busy signal” • Transfer: source sends data over the circuit Nodestination address, since nodes know path• Teardown: source tears down circuit when done
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Multiplexión y Conmutación
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Switched Communication Networks
Node (switch) in a circuit switching network
How does the node connect the incoming link tothe outgoing?Conmutación Manual, conmutadores mecánicos,
conmutadores electrónicos, conmutadores temporales
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Multiplexión y Conmutación
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Switched Communication Networks: Timing
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Multiplexión y Conmutación
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Packet Switching
Data sent as chunks of formatted bit-sequences(Packets)Packets have following structure:
Each packet traverses the network from node tonode along some path (Routing) based on header infoUsually, once a node receives the entire packet, itstores it (hopefully briefly) and then forwards it tothe next node (Store-and-Forward Networks)
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Multiplexión y Conmutación
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Packet Switching
Node in a packet switching network
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Multiplexión y Conmutación
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Each packet is independently switched• Each packet header contains full destinationaddress
No resources are pre-allocated (reserved) in advance Leverages “statistical multiplexing” (or statmuxing)• Essentially: “chances are good that packets from
different flows won’t all arrive at the same time, so wecan get by without enough capacity for all of them attheir peak transmission rate”
• Assuming independence of traffic sources, cancompute probability that there is enough capacity Example: IP networks; postal system
Datagram Packet Switching
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Multiplexión y Conmutación
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Timing of Datagram Packet Switching
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Multiplexión y Conmutación
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Timing of Datagram Packet Switching
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Multiplexión y Conmutación
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Advantages of Circuit Switching
Guaranteed bandwidth• Predictable communication performance
Simple abstraction• Reliable communication channel between hosts• No worries about lost or out-of-order packets
Simple forwarding• Forwarding based on time slot or frequency•
No need to inspect a packet header Low per-packet overhead• Forwarding based on time slot or frequency• No IP (and TCP/UDP) header on each packet
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Multiplexión y Conmutación
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Disadvantages of Circuit Switching
Wasted bandwidth• Bursty traffic leads to idle connection during silent period• Unable to achieve gains from “statistical multiplexing”
Blocked connections• Connection refused when resources are not sufficient• Unable to offer “okay” service to everybody
Connection set-up delay• No communication until the connection is set up• Unable to avoid extra latency for small data transfers
Network state• Network nodes must store per-connection information• Unable to avoid per-connection storage and state• This makes failures more disruptive!
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Multiplexión y Conmutación
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Packet-Switching vs. Circuit-Switching
Critical advantage of packet-switching over circuitswitching: Exploitation of statistical multiplexing Another: since routers don’t know about individual flows, whena router or link fails, it’s: Easy to fail over to a different path A third: easier for different parties to link their networkstogether because they’re not promising to reserveresources for one another However, packet-switching must handle congestion:
• More complex routers• Harder to provide good network services (e.g., delay andbandwidth guarantees)
In practice, sometimes combined, e.g., IP over SONET
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Multiplexión y Conmutación
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Necesidad de PROTOCOLOS
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Conceptos de tráfico, aleatoriedad, modelos
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o Cuando el uso del medio de Tx escompartido (N links < M fuentes), hayinstantes de pérdida de servicio.
o Entonces en necesario modelar elsistema y dimensionar: Ing. deTeletráfico.
o Se trata de un sistema estocástico:aplicar modelos de probabilidad delrequerimiento de las fuentes de
tráfico
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Conceptos de tráfico, aleatoriedad, modelos
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Objetivo del Teletráfico:dimensionar con uncosto mínimo y con unacapacidad tal que sesatisfaga un grado deservicio predefinido para
una demanda de tráfico.
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Conceptos de tráfico, aleatoriedad, modelos
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Sistemas Telefónicos Redes de conmutación de ctos y
paquetes Métodos de control de acceso Internet Redes de telefonía móvil Etc.
Aplicaciones de Teletráfico
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Conceptos de tráfico, aleatoriedad, modelos
56
ITU-T, 1993: la intensidad de tráficoinstantánea en un conjunto de
recursos es el número de recursosocupados en un instante de tiempodado.
Recursos: servidores, líneas troncales,elementos de conmutación, canales,etc.
Definición
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Conceptos de tráfico, aleatoriedad, modelos
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Fuentes: son los requirentes delservicio: llamadas, PC´s, paquetes,
sesiones, etc.
Definición
Tráfico ofrecido Tráfico cursado
Tráfico perdido
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Conceptos de tráfico, aleatoriedad, modelos
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Tráfico servido o cursado
Usualmente porintensidad de tráficose entiende la“Intensidad Media de
Tráfico” Ac = Y
La unidad deteletráfico es
adimensional y sedenomina ERLANG (E)
Un elemento sólopuede cursar 1 E máx.
HC
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Conceptos de tráfico, aleatoriedad, modelos
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Es un tráfico potencial y muydependiente del comportamiento del
tipo de fuente y de externalidades.Se puede modelar como procesos denacimiento y muerte markovianos, pero
siempre es una ESTIMACIÓN.
Tráfico fuente
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Conceptos de tráfico, aleatoriedad, modelos
60
El servidor puede tratar las demandasdel tráfico fuente rechazando el
servicio si no hay capacidad, o bien,puede retardarlo con tiempo de espera.CONGESTIÓN
Tratamiento del tráfico
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Aplicación de modelos de pérdida y espera
61
Variaciones Deterministas del tráfico
Diaria: mayortráfico en HC
Semanal: LU-Vi-
Ma-Mi-JuAnual: inicio
mes,fiestas,emergencias
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Aplicación de modelos de pérdida y espera
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Hora Cargada
Tendencia determinística (Ej.: 9-10 AM)TCBH: Time Consistent Busy Hour: periodo de 60
minutos consecutivos de mayor tráfico.
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Aplicación de modelos de pérdida y espera
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Duración de las llamadas
También es unavariable aleatoria,aunque tienen una
tendenciaSe ha definido la
llamada MEDIAde 3 min.
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Aplicación de modelos de pérdida y espera
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Modelo de Pérdida
•Típicamente lasredes de telefonía•Modelo ERLANG B•Grado deUtilización:
2 Revisión de Transmisión de Señales
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Aplicación de modelos de pérdida y espera
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Modelo de Pérdida: Modelo ERLANG B
En(A)= prob depérdida
N= Nº servidoresA= carga de tráfico
2 Revisión de Transmisión de Señales
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Aplicación de modelos de pérdida y espera
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Modelo de Pérdida: Modelo ERLANG B
Un clásicoson las
TablasSiemens
ó d ó d l
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Aplicación de modelos de pérdida y espera
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Modelo de Espera
Típicamente lasredes de datos
Modelo ERLANG Cpara fases detelefonía, otráficos de“atención de
clientes”
2 R ó d T ó d ñ l
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Aplicación de modelos de pérdida y espera
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Modelo de Espera
En congestión lascolas crecen sinlímite si lavelocidad de
llegada es mayorque la velocidadde salida.
El retardo tiende a
infinito.La congestión de 1
nodo altera lacongestión de
toda la red.
2 R i ió d T i ió d S ñ l
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Aplicación de modelos de pérdida y espera
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Modelo de Espera: modelo Erlang C
C(N,A)= prob debloqueo
P(W>Wo) = prob deun tpo de esperamayor a un tpoWo, para lasllamadas que
esperan
2 R i ió d T i ió d S ñ l
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2.- Revisión de Transmisión de Señales Aplicación de modelos de pérdida y espera
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Modelo de Espera: modelo Erlang C
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Preguntas
CALCULADORA ERLANG:http://personal.telefonica.terra.es/web/vr/erlang/cerlangb.htm
http://www.erlang.com/
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2.- Revisión de Transmisión de Señales
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Conclusión:
La transmisión de señales usa técnicas deMODULACIÓN para adaptarse al MEDIO, de laforma mas eficiente en cuanto a ancho de banda y
fidelidad (sin distorsión ni ruido).La optimación del uso de los medios detransmisión incluyen el uso de la multiplexión y/oConmutación.
En los últimos años se ha dado la verdaderaintegración de servicios y señales sobre una solatecnología: IP.
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2.- Revisión de Transmisión de Señales
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Investigar:1.- ¿qué significa: SSB; VSB; DMT; DSSS; BLU; PWM?2.- ¿el ancho espectral puede ser mayor que el ancho de banda ?
3.- ¿cuál es la canalización de la TV Cable analógica? 4.- ¿cuál era la estructura de jerarquía FDM?
5.- Consultar la obra de A.K. Erlang “La teoría de probabilidades y Conversaciones Telefónicas ”
6.- Realice calculos de Erlang B y C dandose condiciones, no
necesariamente de telecomunicaciones.
Responder indicando la fuente
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