Távközlő hálózatok és szolgáltatások Kapcsolástechnika

Átírás

1 Távözlő hálózato és szolgáltatáso Kacsolástechia émeth Krisztiá BME TMIT 009. ot. 14.

2 A tárgy feléítése 1. Bevezetés. IP hálózato elérése távözlő és ábel-tv hálózatoo 3. VoIP 4. Kacsolástechia 5. Mobiltelefo-hálózato 6. Forgalmi övetelméye, hálózatméretezés 7. Jelátviteli övetelméye, odee 8. Jelzésátvitel 9. Hálózati szolgáltatáso (He Tamás) 10. Gerichálózati techiá (Ciler Tibor) 11. Távözlő redszere teleítése és üzemeltetése (Ciler Tibor)

3 Távbeszélő hálózati toológia (ism.) yilváos acsolt távbeszélő hálózat toológiája (Magyarország) teljes háló fa 140 Mb/s szeuder özoto 34 Mb/s rimer özoto 8 Mb/s helyi özoto 64 b/s előfizető : alteratív v. harát összeöttetés: cél: hálózat megbízhatóbbá tétele; forgalomelvezetésée otimalizálása A feltütetett sebességértée csa éldá, ettől eltérő megvalósítás is elézelhető gericháló. hozzáférői h. (az első özotig) törzshálózat 3

4 Kacsolóözoto feléítése Egy (túlzotta) leegyszerűsített modell: B város A város acsolóözot acsolóözot C város C város Kérdés: hogy éz i egy acsolóözot özelebbről? acsolóözot acsolóözot... 4

5 Kacsolóözoto feléítése Kacsolóözot: leegyszerűsített redszervázlat részletesebbe a ld. ésőbb, a 15. diá! A város yaláboló (l. SDH)... voalocetrátor (forgalomsűrítő)... acsolómező I I I II II B város felé trövoal (agolul: tru) I is forgalom csatoráét agy forgalom csatoráét agy forgalom csatoráét C város felé Példa csatoraszám (b.) Forgalomocetrálás: cél: isebb acsolómező övet.: bloolás lehetősége 5

6 Kicsit itérő: /4 huzalos redszere égyhuzalos redszer: ét érár egy éráro egyiráyú jeláramlás Kéthuzalos redszer ugyaazo az éráro étiráyú jeláramlás Kode midig égyhuzalos (feléítése miatt) Kézibeszélő égyhuzalos (értelemszerű) Előfizetői huro éthuzalos (így olcsóbb) Közoto belüli feldolgozás maaság égyhuzalos (így egyszerűbb) A végberedezés A A 4/ /4 ode ode D végberedezés (a) aalóg végberedezés 4/ D (b) digitális végberedezés A D helyi özot (részlet) /4 D helyi özot (részlet) 6

7 A /4 huzalos átalaítás megvalósítása Cél: dulex ommuiáció egyetle éráro Lehetséges megoldáso: szétválasztás freveciatartomáyba szétválasztás időtartomáyba a ét ülöböző iráyú jel szueroálása, majd szétválasztása 7

8 A /4 huzalos átalaítás megvalósítása szétválasztás freveciatartomáyba szétválasztás alul/felüláteresztő szűrőároal (váltószűrő, slitter) l. V. modem szabváy haszálja (adatátvitelre) 8

9 A /4 huzalos átalaítás megvalósítása szétválasztás időtartomáyba időomressziós módszer avagy ig-og módszer egyszer egyi ad, egyszer a mási ro: egyszerű otra: magasabb voali jelsebesség, számít a voal ésleltetése l. ISD eseté haszáljá egyes esetebe az U iterfésze TE R TA Alasebességű hozzáférés TE TA S0 dig. voalszaasz TE1 T T T1 U LT V Local TE1 ET TE R T T1 T U LT V ET exchage TE1 S PBX Primer sebességű hozzáférés 9

10 A /4 huzalos átalaítás megvalósítása a ét ülöböző iráyú jel szueroálása, majd szétválasztása avagy villaáramör, alias hibrid aalóg előfizetői huroba haszálatos egyszerű többféleée megvalósítható, alább egy traszformátoros megvalósítás látható a mirofo árama em jut be a hagszóróba a mirofo áramáa fele jut csa az előfiz. hurora ha a voalutázat em otos: visszhag eletezi aalóg távbeszélő észülé: hibrid: iegészítő magyarázat: htt://tel.tmit.bme.hu/merese/3-6.htm htt://tel.tmit.bme.hu/merese/hibrid.htm 10

11 Az előfizetői voaláramör ISD-él ET, Exchage Termiál éve szereelt huzalos aalóg átvitel 4 huzalos digitális acsolás és átvitel huzalos aalóg átvitel Redező Előfizetői voaláramör A D Digitális acsolómező A D Előfizetői voaláramör Redező Mit csiál? Tárolt rogramú vezérlés Digitális acsolóözot 11

12 BORSCHT Battery feedig: távtálálás Overvoltage rotectio: túlfesz. védelem Rigig: a hívott voal csegetése Suervisio/sigalig: a huro zárásáa figyelése (ézibeszélő felemelése) Borscs Codig, decodig: A/D, D/A átalaítás (PCM) Hybridig: /4 huzalos átalaítás Testig: az előfizetői huro igéy szeriti elleőrzése 1

13 Battery feedig: távtálálás A hősorba LB (local battery, helyi tele) távbeszélő észülée Maaság izárólag CB (cetral battery, özoti tele) egyszerűbb így a felhaszálóa a távbeszélő szolgáltatás alaszolgáltatás, em támaszodi más szolgáltatásora ma de: vezeté élüli észüléee ez evés A régi szémirofoohoz ellett eora áram és ehhez V DC (egyeáram)... eora feszültség ellett Földhöz éest: -48 V (és 0 V): a egatív fesz. megaadályozza a orróziót, ami a réz vizes oldato iojaitól szevede, ha megsérüle a vezeté É -5,-t mértem... 13

14 Overvoltage rotectio: túlfesz. védelem Cél: védei: embert géet Tiius veszélye: villám zárlat erősáramú hálózattal (l. 30 V) Védeezési mód villám elle: a redezőbe légréses védelem, b. 750 V-ál átüt zárlat elle: biztosíté, teljesítméyelleállás, varisztor, Zeer-dióda (redezőbe és a voali ártyá is) 14

15 Rigig: a hívott voal csegetése V (!!), 00 ma (!), 16,6...5 Hz, országoét változi más forrás:15-68 Hz, USA 0 Hz, Eu. 5 Hz a tiius, V ma már túlzás, ao a fiziai csegetéshez ellett tiiusa sec csögetés, 4 sec szüet ettől a agy feszültségtől a odeet és más érzéey áramört meg ell védei 15

16 Suervisio/sigalig: a huro zárásáa figyelése A huro zárása/yitása volt ao mide előfizetőtől érező jelzés: Hívó félél: Huro zárása (ézibeszélő fel ( ic u the hoe ), off-hoo): hívás ezdeméyezés jelzése Periódius zárás-yitás: hívószám tárcsázása Huro yitása (ézibeszélő le ( hag uthe hoe ), o-hoo): beszélgetés vége Hívott félél: yitott huro: előfizető szabad, hívható Zárt huro: előfizető foglalt Huro yitás: válasz a hívásra Huro zárás: beszélgetés vége (de aalóg esetbe ő em szaíthatja meg az áramört!) Kacsolat (v. acsolatfeléítés) özbe: flash (hoo-flash): rövid ideig yitju, majd újra zárju az áramört valamit szereté a özottól l. ofereciahívás, visszahívás, stb. Alaesetbe b. 100 ms-oét éz rá a redszer Pulzusmódú tárcsázás özbe (66 ms imulzus, 33 ms szüet) és csegetésor gyarabba: ms 16

17 Codig, decodig: A/D, D/A átalaítás PCM ode, már beszéltü róla 17

18 Hybridig: /4 huzalos átalaítás Erről is volt már szó 18

19 Testig: előfizetői huro elleőrzése Egy tesztelő beredezést acsolu a voalra voal állaotáa felmérése, esetleges hibá megállaítása ülö az előfizetői voal, illetve a voaláramör özot felőli része (ét tesztbusz va) időbe lehet: eriodiusa, tiiusa éjjel igéy szerit azoal 19

20 Kacsolás vs. digitális redezés vezérlés acsolómező acsoló redező vezérlés előfizető (jelzéssel) hálózatmaager (oerátor) gyaoriság gyara (l. másoderc) ritá (l. hetete, havota) sebesség gyors (µs, ms) lassabb (sec) acsolt áramörö száma 1 so (l. több tízezer) 0

21 Kacsolóözoto fejlődése ézi acsolás: zsióráramör eletromechaius Strowger özvetle vezérli a hívó a özotot Rotary özvetett, regiszter a özotba Crossbar digitális eresztrudas tárolt rogramvezérlésű (TPV): szoftver vezérli itt törtéi l. az útválasztás elvileg TPV-vel lehet a acsolómező aalóg (ma már ics ilye) 1

22 Dig. TPV özot feléítése (vázlat) előfizető dig. yalábolt trö (mási özothoz) ábelredező DXC* előfizetői foozat: voalocetrátor+ ISD voal áramörö, aalóg voali á.- (ode itt) tröezelő foozat (jelzésillesztés, mux) digitális acsolómező (acsolómátrix) tárolt rogramvezérlés *DXC: Digital cross Coect, digitális redező

23 3

24 Kacsolómező tíusai (Szg.H.-ból már rövide átteitettéte, most részletesebbe) Elv: egyidejű összeöttetése elülöítése: térosztásos térbe időosztásos időbe freveciaosztásos freveciába (gyaorlatba em haszáljá) ódosztásos óddal (gyaorlatba em haszáljá) Rövide: téracsolás, időacsolás Midegyi esetbe valós áramöracsolás, összeöttetés alaú 4

25 Téracsolás (Sace Divisio Switchig, S ) be m i itt be i (l. előfizető trö) hátráy: *m acsolóot: túl so, túl drága előy: ics bloolás azaz ha szabad a imeet, aor acsolható 5

26 Téracsolás (Sace Divisio Switchig, S ) Ha em ell teljes összeötöttség (l. voalocetrátor): be i evesebb acsolóot ell 6

27 Téracsolás (Sace Divisio Switchig, S ) Ha be = i: be/i be/i... ( ) 1 acsolóot 7

28 Többfoozatú acsolás Eddig egyfoozatú acsolásról volt szó: 3 3 egyszerű és jól műödi de: túl so a acsolóot eze ihaszáltsága icsi Megoldás: többfoozatú acsolás 8

29 Többfoozatú acsolás Példa: 3 foozat: db db 3 3 db

30 Többfoozatú acsolás Egy acsolat feléítésére több lehetőség: db db 3 3 db

31 Többfoozatú acsolás Egy új acsolat feléítésére egy özéső foozatot ell találi, amelyie szabad a megfelelő i és bemeete is: db db 3 3 db

32 Többfoozatú acsolás Egy acsolat feléítése em triviális többé: úteresési algoritmus: több lehetőség özül az otimális iválasztása Megjelehet a bloolás: szabad a imeet, de a acsolat mégsem éülhet fel, mert ics elegedő belső erőforrás (itt: megfelelőe szabad özéső foozat) Cserébe: evesebb acsolóot szüséges Egyfoozatú acsolás: = Háromfoozatú acsolás: Melyi a agyobb? és függvéye + + = + Kérdés: melyi az a legisebb, amire biztos em lehet a redszerbe bloolás? 3

33 Többfoozatú acsolás Kérdés: melyi az a legisebb, amire biztos em lehet a max -1 1 redszerbe bloolás? Válasz: =-1 Hisze egy tetszőleges i bemeet és egy tetszőleges j imeet özötti acsolat feléítéséhez ell egy özéső foozat, amelye: szabad az összeöttetése az i-hez tartozó első foozattal szabad az összeöttetése az j-hez tartozó harmadi foozattal a legrosszabb esetbe is *(-1) özéső foozat lesz így foglalt, eél eggyel több már elég. QED i max -1 j 33

34 Többfoozatú acsolás Példa bloolásmetes esetre: Jeletős megtaarítás, de még midig túl so a acsolóot Megoldás lehet: acsolóoto 1 foozat eseté több foozat (l. 5 vagy 8) bloolás megegedése (is eséllyel) acsolóoto 3 foozat eseté / = millió 4, millió milliárd 68 millió

35 Otimális választás Tudju: a acsolóoto száma: bloolásmetes esetbe: ie: x 4 = ee eressü a miimumát. 3 + = 1 x = + Deriválva, ullhelyet megeresve aju, hogy agy -re a miimum (ez em tirviális léés): ie: x mi ( 1) 4... és ez szereel a táblázatba (A levezetést em ell tudi, de a logiai lééseet értei, tudi ell.) 35

36 Többfoozatú acsolás Példa bloolásos esetre: bloolási valószíűség: 0,00 (=0,%) 1 foozat (bloolásmetes) 3 foozat, bloolásmetes 3 foozat, bemeet ihaszáltság: 0,7 3 foozat, bemeet ihaszáltság: 0,1 / acsolóoto acsolóoto acsolóoto acsolóoto / , , millió 4, millió,1 millió 1, , milliárd 68 millió 113 millió 0,84 1,5 millió 0,160 36

37 Téracsolás digitális megvalósításai Pl.: vagy másé: 1 log log 1 M 1 log 1 log huzalozott VAGY log log M : multilexer (a Digitális Techia tárgyból tault értelembe: egy bemeet iraása a imeetre) : demultilexer (a Digitális Techia tárgyból tault értelembe: a bemeet iraása egy imeetre) Az iegrált áramörö ára b. a lábszámmal aráyos 37

38 Időosztásos acsolás Időacsolás (Time Switchig, T ) Alaötlet: a b c d a b c d c b a d c b a d eret Megvalósítás: memória (olcsó) soros beírás, em soros ( radom ) iolvasás em soros beírás, soros iolvasás 1 eretyi ésleltetés PDH eseté csa az első hierarchiaszite valósítható meg az újraeretezés miatt Ráadásul a memória sebessége véges: éháy száz, max. éháy ezer időrés lehet egy 15 μs hosszú eretbe 38

39 Időacsolás Mire jó? Példa: téracsolás időacsolóval időacsoló jobb alalmazás: tér- és időacsolás együtt a b c d a f b h e f g h g c d e tér- és időacsoló hisze a bemeeti jele amúgy is TDM jele! 39

40 Tér- és időacsolás Megvalósítás l.: TS acsoló a a 1 T 1 b b S T x T a b mide időrésbe új acsolási ofiguráció a gyaori acsolás segítségével jobba ihaszálju a téracsolóotoat 40

41 Tér- és időacsolás TS acsoló em ellőe jó: a a c 1 T 1 b c? S T x T a b mide időrésbe új acsolási ofiguráció ilye egyszerű helyzetbe is bloolás lé fel 41

42 Tér- és időacsolás TS-él jobb: TST l db. időrés c db. időrés 1 T a b T b a 1 a T a S T b T b x T c db. időrés l db. időrés mide időrésbe új acsolási ofiguráció az előző bloolási helyzetet jól ezeli egyáltalá ics bloolás, ha l=c-1 a három foozatú téracsolóál látott módszerrel bizoyítható 4

43 Tér- és időacsolás Mási lehetőség: STS 1 a 1 a T 1 b S S T c db. időrés a x b c db. időrés T b x c db. időrés a b mide időrésbe új acsolási ofiguráció mide időrésbe új acsolási ofiguráció ics bloolás, ha =-1 (függetle c-től) a bizoyítás hasoló az előzőehez va még l. TSSST: TST, de három foozatú téracsolóval 43