Útban az 5G mobil felé

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Útban az 5G mobil felé"

Lőrinc Horváth
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 1 Útban az 5G mobil felé Faigl Zoltán

2 2 Mobilinternet forgalom Mobilinternetgyorsjelentés, január Networks 2014

3 3 Mobilinternet-forgalom Networks 2014

4 4 Cisco, globális előrejelzés ( ) 2018-ra 1.6 zettabájt / év összforgalom globálisan kilo mega giga tera peta exa zetta 55% tartalom elosztó hálózatokból (80% videó) 57% nem PC eszköz (TV, tablet, okostelefon, emberi beavatkozás nélküli eszközök) 14 GB / fő (most 5GB/fő) /év eszközök száma = 2x Föld népessége 1 év alatt annyi videót töltünk le, amit ötmillió évbe tellene megnézni egy okostelefon átlagosan havi 2.7 GB forgalmat fog bonyolítani, amely ötszöröse a 2013-as havi 529 MB mennyiségnek Forrás: Cisco VNI,

5 5 Eszköz-típusok eloszlása Networks 2014

6 6 Eszközök által forgalmazott adatmennyiség

7 7 Forgalomeloszlás alkalmazások szerint

8 8 Mobilinternet szolgáltatások penetrációja

9 9 Szolgáltatásminőség követelmények Alkalmazás Fontosság Maximum késleltetés Maximum adatcsomag-vesztés Garantált sávszélesség Vezérlés ms 10-6 nem kell Beszédhang ms 10-2 kell Valósidejű játékok 3 50 ms 10-3 kell Beszéd videó ms 10-3 kell Prémium videó ms 10-6 kell Interaktív játékok ms 10-3 nem kell Videó, www, , fájl letöltés 6, 8, ms 10-6 nem kell

10 10 4G: negyedik generációs mobilhálózat Cél: sávszélesség növelése és késleltetés csökkentése Architekturális változtatások a jobb erőforrás-kihasználásért Új rádiós hálózat : Long Term Evolution (LTE) szabvány (2009) Cél: legalább 100 Mbps lefelé, max 50 Mbps felfelé (20 MHz sávszélesség használatával) max. 5 ms késleltetés egy irányban a rádiós hálózatban többféle sávszélesség támogatása ( MHz) LTE Advanced szabvány (2011) Letöltési sebesség: 300 Mbps-től akár 3Gbps-ig, 150 Mbps-től akár 1.5 Gbps-ig felfelé Különböző frekvenciasávok összevonása (carrier aggregation) Maghálózat: teljesen IP alapú

11 11 5G Egyre több sávszélesség igényes (4K TV), kapcsolatszám igényes szolgáltatás (eszközök közötti kommunikáció) Óriási forgalom, nagyon nagy ingadozások (térben, időben) Flexibilis hálózati erőforrás kiosztást igényel Rádiós spektrális hatékonyság növelése, 10x (ma > 5-10 bps/hz/cella) Cellák sűrítése, 10x /km 2, és makro-mikro-piko-femto méretű cellák együttesen Rádiós spektrum növelése, 10x, 450 MHz 6.5 GHz (de akár 100 GHz-ig) Előzőek következtében: Összesen 1000x-es rádiós kapacitásnövekedés adott területen Sok rádiós technológia együttélése Szoftverrádió erős jelenléte, eszköz-eszköz kommunikáció, relay, ad-hoc topológiájú hálózatok

12 12 5G Hálózati eszközök erőforrás kezelése(cpu, memória), hálózat-menedzsment megkönnyítése: -> Virtualizáció bevonása

13 13 5G Összeköttetések hálózati eszközök között, forgalomelvezetés (topológia, linkek kihasználtsága) -> Programozható hálózatok bevonása

14 14 Programozható mobilhálózat koncepció

15 15 Pl. Egy forgalom-menedzsment feladat egy lehetséges megoldása Alkalmazás-szintű forgalom optimalizálás Tartalomelosztó hálózatok több földrajzi helyen tárolják ugyanazt a tartalmat Felhasználó nem tudja, hogy hol tárolják Amikor lekéri a tartalmat, a rendszer automatikusan átirányítja ahhoz a tárolóhoz, ami felhasználóhoz közel van (kis késleltetés), az útvonal előreláthatólag megfelelő sávszélességet képes nyújtani. a hálózatszolgáltató számára is optimális (kevés linkjét terhelje) a tartalomszolgáltató számára is kedvező A működéshez nem kell a felhasználói készülékre telepíteni semmit Kutatók éjszakája

16 16 Egy lehetséges forgatókönyv Local cache Regional cache Content server Client Redirect server Controller Kutatók éjszakája

17 17 Tartalom lekérése a forgalom-menedzsment megoldás alkalmazása nélkül Client Content server TCP flow entries Kutatók éjszakája

18 18 Tartalom lekérése a forgalom-menedzsment megoldás alkalmazásával Client Local cache Content server TCP flow entries Kutatók éjszakája

19 19 Tartalom lekérése a forgalom-menedzsment megoldás alkalmazásával, terhelt link esetén 1) UDP háttérforgalom Client Local cache Content server UDP flow entries Kutatók éjszakája

20 20 Tartalom lekérése a forgalom-menedzsment megoldás alkalmazásával, terhelt link esetén 2) Első 5 másodperc Client Redirect server Controller Local cache Regional cache Content server TCP flow entries UDP flow entries Kutatók éjszakája

21 21 Tartalom lekérése a forgalom-menedzsment megoldás alkalmazásával, terhelt link esetén 3) Klienst átirányítja szabványos HTTP alapú megoldással Client Redirect server Controller Local cache Regional cache Content server TCP flow entries UDP flow entries Kutatók éjszakája

22 22 Demonstráció Kutatók éjszakája

23 23 Köszönöm a figyelmet! Kérdések? Kutatók éjszakája

24 24 Networks 2014

25 25 Mobiltelefon-hálózatok áttekintése 1G: első generációs mobil távbeszélő rendszerek 1970-es évek végétől cellás elv, támogatja a cellák közötti hívásátadást analóg jelek sok, egymással nem kompatibilis hálózat: USA: Advanced Phone Service (AMPS), GB: Total Access Communication System (TACS) Németo: B-Network (C450) Magyarország: Nordic Telephone System (NMT), , Westel Mhz FM rádiócsatornán, km átmérőjű cellák Gyenge beszédátviteli minőség Titkosítás hiánya, korlátozott adatátvitel

26 26 2G: második generációs mobil távbeszélő rendszerek 1990-es évektől, legelterjedtebb a GSM, de van más is (pl. USA: D-AMPS) GSM előnyei Nyílt, továbbfejleszthető szabvány Hívó fél fizet csak, előre fizetés lehetősége (pre-paid) digitális átvitel, integrált szolgáltatások megjelenése: kódolt beszéd: 13 (5.6) kbps + adat: 9.6 (később 14.4) kbps Inkrementális fejlesztés: Első fázis (1991): beszédátvitel, SIM koncepció, SMS, nemzetközi barangolás (roaming), beszéd titkosítása, 9,6 kbps adatátvitel Második fázis (1995): visszafelé kompatibilitás elve, hívószámkijelzés, hívástartás, hívásvárakoztatás, konferenciabeszélgetés, félsebességű kodek, stb. 2+ fázis (1998): főleg az adatátvitel továbbfejlesztése (HSCSD, EDGE, GPRS), push-to-talk, virtuális magánhálózatok, SIM továbbfejlesztése, javított teljes sebességű kodek, stb. Gyenge hangminőség, Adatforgalom számlázás még idő alapon, GPRS: már csomag alapján GPRS adatsebesség: max kbps, tipikusan kbps lefelé, kbps felfelé.

27 27 3G: harmadik generációs szolgáltatások Egy egyetemes mobil távközlési rendszer kidolgozása nem sikerült maradéktalanul (UMTS, CDMA200) ben jelenik meg UMTS célok: Jobb beszédhang minőség Jobb spektrumkihasználtság Nagyobb adatátviteli sebesség: Városban tipikusan max. 384 kbps, ms körbefordulási idő Helyi rendszerben 2Mbps GSM kompatibilitás Multimédia szolgáltatások (sokszor gyenge minőség, legtöbb megszűnt) TV adás közvetítése, zeneletöltés, rádió hallgatás, MMS, videotelefon

28 28/27 3.5G Innentől cél: nagyobb adatsebesség, alacsonyabb késleltetés Rádiós közeghozzáférés továbbfejlesztése: HSDPA (High-speed downlink packet access) (2005) letöltés sebességét növeli meg, elvi max Mbps, 70 ms körbefordulási idő HSUPA (High-speed uplink packet access) (2006) feltöltés sebességét növeli meg: elvi max Mbps HSPA (High-speed packet access) (2007) Előző kettő egyesítése, 40 ms körbefordulási idő HSPA+ (Evolved HSPA) (2008) 2-2 antenna az adó és vevő oldalon (MIMO) párhuzamosan két adatfolyam átvihető a rádiós csatornán max. 84 Mbps lefelé, 10.8 Mbps felfelé

Hasonló dokumentumok

Az LTE. és a HSPA lehetőségei. Cser Gábor Magyar Telekom/Rádiós hozzáférés tervezési ágazat

Az LTE. és a HSPA lehetőségei. Cser Gábor Magyar Telekom/Rádiós hozzáférés tervezési ágazat Az LTE és a HSPA lehetőségei Cser Gábor Magyar Telekom/Rádiós hozzáférés tervezési ágazat Author / Presentation title 08/29/2007 1 Áttekintés Út az LTE felé Antennarendszerek (MIMO) Modulációk HSPA+ LTE