A kommunikációs hálózatok fő típusai (az adattovábbítás módja szerint)

Átírás

1 A kommunikációs hálózatok fő típusai (az adattovábbítás módja szerint) 1

2 Forgalomlebonyolító (kapcsolt) hálózatok 2

3 Tartalom Alapfeladat Alapvető kapcsolási elvek Főbb funkciók csomóponti (előfizetői és hálózati) hálózati 3

4 Kapcsolt hálózatok alapfeladatai Időben változó igények kiszolgálása osztott erőforrásokra alapozottan (az igények csak az idő egy adott szakaszában állnak fenn) többszörös hozzáférésű csatorna (pl. LAN) megosztása dedikált forrás-nyelő párok forgalmának koncentrálása közös útszakaszon szabadon választott forrás-nyelő párok forgalmának koncentrálása 4

5 Alapvető kapcsolási elvek vonal (áramkör) kapcsolt (olcsó átvitel) (üzenetkapcsolt) csomagkapcsolt (olcsó feldolgozás) 5

6 Áramkör- és csomagkapcsolás A B C D (a) Áramkörkapcsolás (b) Csomagkapcsolás. 6

7 Alapvető kapcsolási elvek (a) Áramkör kapcsolás (b) Üzenet kapcsolás (c) Csomag kapcsolás 7

8 Áramkör- és csomagkapcsolt hálózatok összehasonlítása 8

9 Csomóponti funkciók Felhasználói végpont: felhasználói jelzések előállítása, feldolgozása Hálózati csomópont felhasználói jelzések előállítása, feldolgozása hálózati jelzések előállítása, feldolgozása SLA menedzsment, CAC kapcsolás 9

10 Hálózati funkciók útvonalválasztás számlázás forgalomvezérlés hálózati hibák kezelése 10

11 Útvonalválasztás Fizikai topológia lehetséges utak Logikai topológia + útvonalválasztás: megengedett utak Intelligencia, döntések: centralizált/elosztott Információs bázis: lokális/környezeti/globális Döntés hatóköre: teljes útra/útszakaszra 11

12 Nyilvános távbeszélő hálózatok 12

13 PSTN 13

14 Vonal csoportok 1 telefon csatorna ( khz) Csoport (12 csatorna) Főcsoport (60 csatorna) Mestercsoport (600 cs.) Jumbo csop. (3600 cs.) 0..4 khz khz khz khz khz Jumbo csop. mux (10800 cs.) khz 14

15 FDM 15

16 16

17 WDM(hullámosztásos mpx) 17

18 PSTN analóg előfizetői hurok digitális trönkök (PCM) tárol programvezérlésű kapcsolás hierarchikus forgalomirányítás előfizetői és központok közötti jelzések 18

19 Mi a trönk? A trönk (trunk, átkérõ vonal, link, path) a (vonal)kapcsolt hálózat központjait egymással (a külvilággal) összekapcsoló átviteli utak, áramkörök együttese. Egy trönk általában egy azonos tulajdonságokkal rendelkezõ áramkör nyaláb, a nyaláb elemeit trönk vonalaknak hívjuk. A trönkökkel általában központokat kötünk össze de trönkön keresztül csatlakoznak a központhoz speciális eszközök is pl. hangposta. 19

20 PSTN hálózat jellemzői áramkörkapcsolt (vonalkapcsolt), veszteséges összeköttetés idejére fizikailag fennálló kapcsolat kizárólagos erőforrásokkal (nem egészen igaz, kapcsolóközpontokban időosztásos processzálás) forgalmi jellemzők: hívások beérkezésének jellemzői (forgalmas óra) összeköttetések fennállásának jellemzői (tartásidő exponenciális, t k paraméterrel) felhasználói viselkedés névlegestől esetekben 20

21 PSTN hálózat jellemzői minden előfizetői állomásnak külön cím (hívószám ITU-T E.164) előfizetői hálózatban dedikált erőforrás minden előfizetőnek (réz érpár) előfizetői hurok forgalomkoncentráció a kapcsolóközpontokban a trönkhálózatban osztott erőforrásokért versenyeznek az előfizetők (hívások) 21

22 Számozás 22

23 PSTN hálózati szerkezet trönkhálózat X X X előfizetői hálózat 23

24 PSTN hálózat jellemzői a szolgáltatás minősége kapcsolási idő - technológia beszédérthetőség (erősítés, csillapítás, zaj, áthallás) - megvalósítás veszteség (időtorlódás, hívástorlódás) ~1-5% - erőforrások méretezése Időtorlódás: az időnek az a hányada, amikor az elérhető összes kiszolgáló egyidejűleg foglalt (de nem biztos, hogy ilyenkor van is hívás!). Hívástorlódás: a hívások azon hányada, amely a - kiszolgálók foglaltsága miatt - visszautasítással találkozott (veszteséges rendszer) vagy várakozásra kényszerült (várakozásos rendszer). 24

25 Alapvető jelzések hívásfelépítéshez hívási szándék (hurok zárása) szabad regiszter (tárcsahang) tárcsázás szám érvényes? kapcsolatfelépítés csengetés/foglalts ági jelzés 25

26 Csatornához kapcsolódó jelzések távolsági híváshoz CAS [Channel Associated Signalling] - csatornákhoz rendelt jelzésátvitel: a jelzések továbbítása az információátviteli csatornákhoz rendelt jelzõcsatornán vagy az információátviteli csatornákban történik, de léteznek mindkét csatornát felhasználó rendszerek is. Primer PCM rendszerekben a jelzõcsatornákat a CAS multikeretben továbbítják. 26

27 Közös csatornás kapcsolódó jelzések távolsági híváshoz CCS [Common Channel Signalling] - közös csatornás jelzésátvitel: egy információátviteli nyaláb jelzéseinek továbbítása egy (közös) idõosztásos jelzõcsatornán valósul meg. Primer PCM rendszerekben a jelzõcsatornát egy vagy több információátviteli csatornában valósítják meg, a jelzés üzeneteket itt HDLC keretezéssel továbbítják. PCM trönkök esetén ekkor a jelzésátvitelre a 16. időrésben egy 64 kbit/s bességű csatorna áll rendelkezésre. 27

28 2/4 huzalos átalakítás 2-huzalos 4-huzalos 2-huzalos 28

29 E - hallgató MIC - mikrofon H - villaáramkör BN - (Balanced Network) kiegyenlítő áramkör a híd RID - Hívásjelző (csengó) DIC - Hívómű (számtárcsa (impulzusos), nyomógombok (hangfrekvenciás, DTMF)) jelzések adására BP - sávszűrő a csatorna sávszélességének korlátozása A/D - analóg-digitál átalakító (PCM kódoló) mintavételezés TSM - időrés multiplexer TSD - időrés demultiplexer D/A - digitál analóg átalakító LP - aluláteresztő szűrő DC - táphíd (a készülék áramellátását biztosítja) LD - (Loop detector) áram detektor (az előfizető jelzéseinek - a tápáram zárása/megszakítása - érzékelése). RG - csengető generátor (25 Hz cca. 70V) SM - jelzés multiplexer SD - jelzés demultiplexer 29

30 Előfizetői interfész szolgálatok: Kétirányú (duplex) jelátviteli képesség. Az irányok szétválasztása a készülékben - és ha szükséges a központban - villaáramkörökkel történik. az előfizetői készülék távtáplálása Jelzésátviteli képesség. A készülék és a központ jelzéseinek továbbítása. egyenáramú jelzések (a távtápláló áramhurok zárása, megszakítása az SW kapcsolóval, melyet a kézibeszélő felemelése/letevése működtet.) beszédsáv alatti jelzések ( 25 Hz-es csengetés). beszédsávba eső jelzések (számjegyek beküldése DTMF jelekkel, a központ jelzései: tárcsahang, csengetési visszhang...) 30

31 Távtáplálás: készülék táplálás a központból 48V egyenfeszültségről, táphídon keresztül. a-ág + /földelés/ b-ág - 48V Tipikus érték: 50 ma Minimális érték: 20 ma Maximális érték: ma Készülék egyenáramú ellenállás: ohm Előfizetői hurok ellenállása (vonal+készülék): ohm 31

32 PSTN trönkhálózati funkciók a hálózat strukturálása (területi, logikai) irányonkénti forgalomkoncentrálás jelzések (hívásfelépítés, bontás, forgalomvezérlés) 32

33 Kapcsolástechnikai alapok többfokozatú kapcsolás korlátozott és teljes elérhetőség link kapcsolások technológiai megvalósítás tér-és időkapcsolás 33

34 34

35 35

36 36

37 37

38 38

39 39

40 40

41 41

42 42

43 Digitális kapcsolás Időkapcsolás: időrés-kicserélés átmeneti tárolás alapján teljes elérhetőség maximum egy keretnyi késleltetés blokkolásmentes (#tárolóhely = #cím) Térbeli kapcsolás: soros vagy párhuzamos 1 az n-ből kiválasztás 43

44 Forgalomirányítás osztott erőforrások lefoglalásának szabályai a trönkhálózatban cél: maximális erőforrás-kihasználás garantált minőség mellett 44

45 Forgalomirányítási sémák 1. X egyetlen kapcsoló - csillag szerkezet alapvető gyengéje: nem skálázható (fizikai korlátok) kis koncentráció nagy erőforrásigény a megoldás: több fokozatú kapcsolás 45

46 Forgalomirányítási sémák 2. X X X X X hierarchikus fix utas forgalom-irányítás egyszerű faszerkezetű hálózat egyszerű irányítási szabályok (saját előfizető: kapocsolni, többi: trönk a magasabb szint felé) alapvető gyengéje - sebezhetőség hálózati hiba névlegestől eltérő forgalom (túlterhelés) a megoldás: alternatív utak 46

47 Forgalomirányítási sémák 3. hierarchikus alternatív utas forgalomirányítás nemkívánt irányítások többszintű hálózatban: körüljárás belengés 47

48 Forgalomirányítási sémák 4. jelzéscsatornák irányítás dinamikus nem hierarchikus forgalomirányítás irányítási táblák módosítása 48

49 Forgalomirányítási sémák 5. jelzéscsatornák irányítás adaptív forgalomirányítás útvonal választás 49

50 A szolgáltatás minőségének csökkenését előidéző okok hálózati zavarok túlterhelés meghibásodás előre nem látható forgalomnövekedés előre látható forgalomnövekedés átviteli rsz. kapcsolórsz. 50

51 Hálózati zavarok elleni intézkedések statikus/dinamikus, preventív/korrektív módszerek túlméretezés (nyalábokra) erőforrásmegosztás (nyalábokra : alaphálózati és közvetlen) terhelésmegosztás (központok között) korlátozások: lefoglalás (irányonként), hívás (irányonként) 51

52 Hierarchikus fix utas irányítás nyalábmegosztással erőforrás-megosztás: hasított nyaláb: az alaphálózati nyaláb és az első választású nyaláb elkülönítése azonos veszteséghez nagyobb áramkörszám 52

53 Forgalomkoncentrációs topológia tápterület felosztása 53

54 Forgalomkoncentrációs topológia központelhelyezés 54

55 Forgalomkoncentrációs topológia előfizetők bekötése közvetlen koncentrált 55

56 Üzleti szolgáltatás Előfizetők csatlakoztatása Tarifa, számlázás Szolgáltatások ( alkalmazások ) alapeset jogosultság: fizikai kapcsolat (+ számla fizetve) pont-pont összeköttetés azonosított végponttal rögzített fizikai jellemzőknek megfelelő jelátvitel (hitelesített végberendezések) tarifaszámlálás, számlázás PSTN + extra képességek (IN), néhány példa konferencia-beszélgetés hívó, hívott száma rövidített hívószámok díjmegosztásos és emelt díjas szolgáltatások korlátozások Egy érdekes alkalmazás a múltból: MiniTel, France Telecom 56

57 Távbeszélő számla egyenlege egyenleg egyenleg idő Előre fizetett idő egyenleg idő Utólag fizetett 57

58 Logikai hálózatszerkezet - fizikai logikai szerkezet hálózatszerkezet előfizető központhoz rendelése forgalomirányítás fizikai szerkezet központokat összekapcsoló átviteli rendszerek fizikai megvalósítása 58

59 Logikai hálózatszerkezet - fizikai hálózatszerkezet Budapest Érd Pécs Dunaföldvár Szekszárd 59

60 PKI Távközlésfejlesztési Intézet Hálózatfejlesztési ágazat. Felső sík csomópontja Alsó sík csomópontja 622 Mbps Gbps

61 PKI Távközlésfejlesztési Intézet Hálózatfejlesztési ágazat DXC-4/1 funkció SDH mux 2.4 Gbps 622 Mbps R1 155 Mbps Gyűrű azonosító BUDAPESTI ÁTKÉRŐHÁLÓZAT Hálózati struktúra