Curso 2010-11

Ingeniería de Tráfico (21727)

Titulación/estudio: Grado en Ingeniería Telemática
Curso: segundo
Trimestre: tercero
Número de créditos ECTS: 4 créditos
Horas de dedicación del estudiante: 100 horas
Lengua o lenguas de la docencia: catalán / castellano / inglés
Profesor: Boris Bellalta y Cristina Cano

1. Presentación de la asignatura

La asignatura Ingeniería de Tráfico tiene como objetivo presentar el conjunto de conceptos y herramientas matemáticas necesarias para analizar y dimensionar enlaces y redes de comunicación. La asignatura tiene también como objetivo dar una visión general de los diferentes aspectos relacionados con el nivel de enlace.

Al final de la asignatura el estudiante debe ser capaz tanto de entender y conocer las funciones del nivel de enlace como de analizar cuantitativamente y cualitativamente las prestaciones de este nivel y su impacto en todo el sistema de comunicaciones. En la asignatura también se verán ejemplos de las funciones expuestas en diferentes tecnologías actuales para que los alumnos tengan una visión más aplicada de los contenidos del curso.

Esta asignatura está pensada para estudiantes del Grado en Ingeniería Telemática y es obligatoria de acuerdo con lo que se fija en el plan de estudios. La ubicación de ésta en el plan de estudios (segundo curso, tercer trimestre) permite que los estudiantes lleguen con conocimientos de todos los niveles superiores de la arquitectura de protocolos (desde aplicación hasta redes) así como del nivel inferior (nivel físico). Esta asignatura sirve de nexo entre los conocimientos adquiridos previamente en asignaturas anteriores.

2. Prerrequisitos para el seguimiento del itinerario formativo  

Los conocimientos previos requeridos son los siguientes (concepto / asignatura o asignatura en las que se han tratado):

Conceptos básicos de probabilidad.

  • Modelos de canal, modulación y codificación.
  • Funciones del nivel de aplicación, transporte y red (Redes y Servicios 1 y 2).

Las capacidades básicas esperadas son:

  • Capacidad de abstracción para entender el conjunto de herramientas matemáticas que se utilizarán.
  • Capacidad de abstracción para visualizar y comprender el funcionamiento de las redes de comunicación.
  • Capacidad de aprender nuevos conceptos de redes de comunicación independientemente.
  • Capacidad de abstracción para entender el funcionamiento de un sistema de comunicaciones.

  • Capacidad de plantear y resolver problemas analíticamente.

3. Competencias que se deben lograr

Competencias generales

Competencias específicas

Instrumentales

1. Capacidad de análisis y síntesis.
2. Resolución de problemas.
3. Habilidades de gestión de la información (buscar y analizar información procedente de fuentes diversas)
4. Capacidad de organizar y planificar.

Interpersonales

5. Razonamiento crítico.

Sistémicas

6. Habilidades de investigación.
7. Capacidad para aprender.
8. Capacidad para generar ideas nuevas (creatividad).
9. Habilidad para trabajar autónomamente.
10. Motivación por la calidad.

1. Conocer qué es el tráfico qué tipos de tráfico hay y en una red de comunicaciones.

2. Conocer y comprender las herramientas y los principios básicos que se consideran para analizar y dimensionar enlaces de comunicación.

3. Conocer y comprender los conceptos de tráfico abierto, cursado y perdido y también el conjunto de parámetros relacionados con las prestaciones de enlaces de comunicación (retraso, pérdidas, ocupación,... 

4. Saber analizar enlaces de comunicación tanto como a nivel de paquete como a nivel de flujo/llamada.

5. Comprender las funciones que implementa el nivel de enlace en un sistema de comunicaciones.

6. Comprender la necesidad de entramar la información antes de su transmisión.

7. Comprender el funcionamiento de los mecanismos de control de errores utilizados a nivel de enlaces (CRCs).

8. Comprender y saber evaluar las prestaciones de los mecanismos de control de retransmisiones (ARQ) en función de la probabilidad de fallo en tramas durante su transmisión en el canal.

9. Comprender la necesidad de gestionar el acceso al medio en entornos de canal compartido y qué mecanismos permiten realizar esta compartición.

10. Comprender, evaluar y diseñar mecanismos de control de acceso al medio, tanto centralizados como distribuidos.

11. Identificar las funciones de nivel de enlace implementadas en los sistemas de comunicación actuales.

12. Comprender les interacciones del nivel de enlace con el nivel físico (codificación de canal, modulaciones, ancho de banda) y con los niveles superiores de la arquitectura TCP/IP.

  

4. Contenidos

Tema 1. Introducción: Internet como una red de colas (2h)

Tema 2. Procesos aleatorios (2h)

2.1. Momentos estadísticos
2.2. Procesos de Markov discretos
2.3. Procesos de Markov continuos
2.4. Cadenas de Markov

Tema 3. Teoría de colas (8h)

3.1. Notación de Kendall
3.2. M/M/1/K, M/M/1, M/G/1, M/G/1 con vacantes
3.3. Colas con prioridades (QoS)
3.4. Redes de colas

Tema 4. Transmisión de paquetes en enlaces con errores (4h)

4.1. Caracterización del nivel físicoç
4.2. Protocolos ARQ
4.3. Modelado mediante teoría de colas

Tema 5. Compartición del canal (4h)

5.1. Protocolos de acceso al medio
5.2. Modelado mediante teoría de colas

Tema 6. Planificación de redes celulares (4h)

6.1. Modelos de llamadas / flujos
6.2. Llamadas nuevas / traspaso
6.3. Modelado mediante teoría de colas

Prácticas: Simulación de una cola M/M/1/K en C

Seminarios
10 seminarios de 1 hora

5. Evaluación

La evaluación de la asignatura se realiza de forma individualizada a partir de los resultados obtenidos por cada estudiante en las diferentes actividades propuestas. Hay dos procedimientos de evaluación: la de la convocatoria de junio y la de la convocatoria de septiembre.

A) Convocatoria de junio

Examen final: 60 % de la nota global de la asignatura

  • Se realiza durante el periodo de exámenes del tercer trimestre (finales de junio).
  • Tiene una duración de 2 horas.
  • Consta de preguntas cortas de carácter teórico y problemas que se tienen que resolver analíticamente.
  • Tiene un peso del 60 % respecte a la nota global de la asignatura. En caso de que la nota del examen final sea superior a la nota del examen parcial, la nota del examen final tendrá un peso del 85%.
  • Para aprobar la asignatura es imprescindible obtener una nota superior a 4.

Examen Parcial: 25 % de la nota global de la asignatura

  • Se realiza durante el curso (en horas de teoría)
  • Té una duración de 1 hora.
  • Tiene un peso del 25 % respecte a la nota global de la asignatura. Si En caso de que la nota del examen final sea superior a la nota del examen parcial, la nota del examen parcial no se tendrá en cuenta.
  • Consta de preguntas cortas de carácter teórico y un único problema de resolución analítica.

Prácticas 5 % de la nota global de la asignatura

  • Se realizan en grupos de 4 personas, excepto un colastionario que se realiza individualmente.

Seminarios: 10% de la nota global de la asignatura

  • Conjunto de actividades y ejercicios propuestos durante el curso.

 

B) Convocatoria de septiembre

Para la convocatoria de septiembre, la evaluación se realiza única y exclusivamente, a través de un examen, que conlleva un peso del 100% de la nota final. Las consideraciones respecto a este examen son las mismas que para el examen de junio.

Los alumnos deben tener en cuenta que no para la convocatoria de septiembre no se conserva ninguna de las notas obtenidas anteriormente.

Resumen de evaluación:

Caso A) EF >= EP

Nota Final = 0.85·EF + 0.1·AC + 0.05·PR

Caso B) EF < EP

Nota Final = 0.60·EF + 0.25·EP + 0.1·AC + 0.05·PR

EF: Examen Final. EP: Prueba Parcial.  AC: Evaluación Continuada (actividades en clase, entrega de problemas durante el curso). PR: Práctica.

6. Bibliografía y recursos didácticos

6.1. Bibliografía básica

  • L. Kleinrock; "Queueing Systems", John Wiley and Sons, 1975.
  • Leon-Garcia, Widjaja; "Communication Networks" Fundamental Concepts and Key Architectures. McGraw-Hill International Editions.  All editions.
  • Andrew S. Tanenbaum; "Computer Networks". All editions.
  • D. Bertsekas, R. Gallager; "Data Networks", Prentice Hall, 1992 (Second Edition).

6.2. Bibliografía complementaria

  • Practical Queuing Theory in Java (formules + applets) http://irh.inf.unideb.hu/user/jsztrik/education/09/english/index.html

6.3. Recursos didácticos

Para cada bloque formativo se incluyen enlaces a los recursos didácticos recomendados.

  • Apuntes de la asignatura.
  • Transparencias de la asignatura.
  • Colección de problemas resueltos de la asignatura.
  • Col Colección de problemas no resueltos de la asignatura.

A nivel general se recomienda recurrir al siguiente simulador de colas en Java.

Java Modelling Tools: http://jmt.sourceforge.net/

7. Metodología

La asignatura (parte presencial) se divide en dos partes: 35 horas

  • Sesiones de teoría: Sesiones conjuntas con todos los alumnos en las cuales se presentan y analizan los conceptos fundamentales de la asignatura.
  • Sesiones prácticas y de seminario: Sesiones en grupos reducidos que tienen por objetivo que los estudiantes trabajen y pongan en práctica conceptos clave de la asignatura. La presencia del profesorado en estas sesiones es importante.

Durante la parte no presencial o de trabajo individual el estudiante debe:

  • Comprender y adquirir las competencias y conocimientos esperados.
  • Realizar las actividades que se propongan, que están diseñadas para reforzar el punto anterior.