Távközlő hálózatok és szolgáltatások Távközlő rendszerek áttekintése

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Távközlő rendszerek áttekintése Németh Krisztián BME TMIT 2009. szet. 16.

A tárgy feléítése 1. Bevezetés Bemutatkozás, játékszabályok, stb. Történelmi áttekintés Mai távközlő rendszerek architektúrája Technológiai, fizikai, gazdasági háttérismeretek (Henk Tamás) 2. IP hálózatok elérése távközlő és kábel-tv hálózatokon 3. Kacsolástechnika 4. Mobiltelefon-hálózatok 5. Forgalmi követelmények, hálózatméretezés 6. Jelátviteli követelmények, kodekek 7. Jelzésátvitel 8. Távközlő rendszerek szoftver elemei 9. Gerinchálózati technikák 10. Távközlő rendszerek teleítése és üzemeltetése (Cinkler Tibor) 11. Hálózati szolgáltatások (Henk Tamás) 2

Áttekintés Távközlő hálózati alaok Alafogalmak, analóg és digitális beszédátvitel Távbeszélő hálózatok toológiai áttekintése Számozás ISDN Újgenerációs hálózatok 3

Számozás (Számozás: SzgH-oknál címzésnek hívják) Hívószám: eredetileg az előfizető helyét (címét) azonosította Mostani tendencia: az előfizetőt magát (nevét) mobiloknál triviálisan vezetékes esetben is egyre inkább: számhordozhatóság emelt díjas, vagy é ingyenes számok E.164 ajánlás (ITU-T, htt://www.itu.int/rec/t-rec-e.164/en) Egy nemzetközi telefonszám max. 15 számjegy, ebből 1-3 jegy az országhívószám: 1 Észak-Amerika 2 Afrika (+Grönland) 3,4 Euróa 5 Közé- és Dél-Amerika 6 Ausztrália és Óceánia 7 Oroszország, Kazahsztán 8 Távol-Kelet (+Inmarsat, Nemzetk. zöld szám: 800) 9 Közel- és Közé-Kelet 1 5 3,4 2 9 7 8 6 4

Számozás Országon belül: belföldi rendeltetési szám + előfizetői szám Belföldi rendeltetési szám: Körzetszám, l.: 33: Esztergom és környéke (földrajzi számok) Hálózatkijelölő szám, l: 20: Pannon Szolgáltatáskijelölő szám, l: 90: emeltdíjas Vegyük észre: a számozási és a hálózati hierarchia összefügg Fontos: a telefonszámok mindig refix kódok, azaz nem lehet egyik szám egy másik folytatása technológiailag így egyszerűen megoldható így logikus 5

Rövid és előtétszámok Magyaro.-n Rövid számok: 104, 105, 107, 112 segélyhívó számok 116c(d) harmonizált euróai szolgáltatások számai 118de országosan elérhető telefon tudakozó számok 12cd elektronikus hírközlési szolgáltatók ügyfélszolgálati számai 140d-144d, 145de-149de telefonszolgáltatókhoz rendelt számok 17c(d(e)) telefonszolgáltatók hálózatához rendelt számok 18c(d) közérdekű tájékoztató és támogató szolgáltatások 190-194, 197-199 telefonos kezelői szolgáltatások Előtétszámok: 00 nemzetközi előtét 06 belföldi előtét 130 hívószám kijelzés hívásonkénti engedélyezése előtét 131 hívószám kijelzés hívásonkénti tiltása előtét 15cd közvetítő választó előtétek 6

Belföldi rendeltetési számok Magyaro.-n Körzetszámok A\B 2 3 4 5 6 7 8 9 2 Székesfehérvár Biatorbágy Szigetszentmiklós Dunaújváros Szentendre Vác Gödöllő Monor 3 Salgótarján Esztergom Tatabánya Balassagyarmat Eger Gyöngyös - - 4 Nyíregyháza - Mátészalka Kisvárda Miskolc Szerencs Ózd Mezőkövesd 5 Debrecen Cegléd Berettyóújfalu Teszt célra Szolnok Jászberény - Karcag 6 Szeged Szentes - - Békéscsaba - Orosháza Mohács 7 Pécs Szigetvár Szekszárd Paks Kecskemét Kiskunhalas Kiskőrös Baja 8 Kaosvár Keszthely Siófok Marcali - Taolca Veszrém Páa 9 Zalaegerszeg Nagykanizsa Szombathely Sárvár Győr - - Soron 7

Belföldi rendeltetési számok Magyaro.-n Szolgáltatás-, és hálózatkijelölő számok: A\B 0 1 2 Mobil rádiótelefon-hálózat (Pannon) Helytől független elektronikus hírközlési szolgáltatás 3 Mobil rádiótelefon-hálózat (T-Mobile) - 4 Osztott díjas szolgáltatás ( kék szám) - 5 (Mobil rádiótelefon-hálózat számára kijelölve) Internet-hozzáférési szolgáltatás 6 - - 7 Mobil rádiótelefon-hálózat (Vodafone) Üzleti hálózat 8 Díjmentes szolgáltatás ( zöld szám) - 9 Emelt díjas szolgáltatás Emelt díjas megkülönböztetett szolgáltatás felnőtt nem felnőtt A konkrét számokat természetesen nem kérdezzük vizsgán... 8

Számozás Nyílt számozási rendszer: Nem kell mindig a belföldi rendeltetési számot tárcsázni, l. Budaesten csak 7 jegy elég Sok esetben rövidebb a hívott szám De nem egyértelmű, máshonnan máské kell (06 kell elé l.) Ilyen a magyar hálózat Zárt számozási rendszer: Mindig kell a belföldi rendeltetési szám Nem kell viszont a belföldi előtét (0, vagy Magyarországon 06) Egyszerű, egyértelmű Viszont nem lehet rövidíteni körzeten belül sem De: tel. memóriájából tárcsázva nem gond Sok euróai ország tért át erre (Norvégia, Franciao., Olaszo., stb.) Főleg az 1990-es évek közeétől, végétől 9

Várható változások a magyar számozásban 2010. jan. 15.: a mobilszámmező lezárása Mobil számok csak a hálózatkijelölő számmal együtt hívhatók Pl.: 0620-555-1234 vagy +3620-555-1234 azaz 555-1234 formában még Pannonos telefonról sem Fő ok: a számhordozás után nem egyértelmű, hogy usztán az előfizetői szám hívása melyik hálózatra vonatkozik Pozitív hozadék: kiadhatók a 0-val, 1-gyel kezdődő számok, 25%-os növekedés a számtartományban l: +3630-012-3456, 0670-123-4567 Ajánlott a +36205551234 formátumban tárolni a számokat így külföldről is használhatóak 10

Terv a további átalakításra Egységes, 9 hosszú hívószámok Mobilok esetén nincs változás (2+7 számjegy) Földrajzi számok (körzetszámok) elé 4-es kerül Pl. 1 41, 33 433 Szolgáltatáskijelölő számok: 80 800 81 810 40 840 90 900 91 910 51 510 A teljes számmező lezárása innentől kezdve a belföldi előtét (06) szükségtelen, megszűnik Mindez egy léésben 11

Mire lesz ez jó? Több belföldi rendeltetési szám használható hiszen sok esetben 2-ről 3-ra nőtt a hossza hasonlóan több rövid szám használható Több előfizetői szám használható a zárás miatt a 0-val, 1-gyel kezdődőek is kiadhatók Egységes, tárcsázás mindenhonnan Összességében átlagosan rövidebb számok nagyon sokszor tárcsáztuk a 06-ot Megteremti az alaját a körzetek közötti számhordozásnak és a fixmobil számhordozásnak ez műszakilag még nem realitás, de hamarosan az lesz az NGN-ben (lásd nemsokára) a körzetszám már nem releváns, de fontos az egységes kezelés A 06, mint előválasztó, kilógott a sorból... EU-ban -- ahol még van -- ez mindenhol 0 (ITU ajánlás, de nem kötelező) 3x3 bontásban a számok széen leírhatóak lesznek: l. 555-123-456 12

A számozás módosításáról A telefonokban továbbra is célszerű lesz +36-555-123-456 formában tárolni a számokat (Ezt a formát -- ontosabban a 0036...-t -- jelenleg nem minden vezetékes tel. k. tudja feldolgozni) Jelenleg mindez csak terv Nincs még meg a kormányhatározat Bevezetés legkorábban 2010 nyár végén 13

ISDN ISDN = Integrated Services Digital Network, integrált szolgáltatású digitális hálózat PSTN továbbfejlesztése Public Switched Telehone Network, nyilvános, kacsolt tel. h. avagy POTS: Post Office Telehone Service -> Plain Old Telehone Service, az egyszerű régi telefon szolgáltatás 1987-től, 22 éves! IS-: integrált szolg.: több szolg. egy hálózaton, l.: beszédátvitel (POTS), videokonferencia, adatátvitel -DN: végig digitális: beszédkodek a távbeszelő készülékben A közontok, átviteli utak már digitálisak ISDN alatt a hozzáférői digitális telefonhálózat-részt értjük (UNI) (UNI: user-network interface, felhasználó és hálózat közötti interfész, NNI: netwrok-network interface, hálózaton belüli, kacsolók között interfész) 15

ISDN motiváció Egy kis történelem: 1982-ben a C64 az év számítógée! Ekkoriban a telefon high-tech még mindig ilyesmi: 16

ISDN motiváció Igény a magasabb szintű távközlési szolgáltatásokra PSTN-nél jobb beszédminőség beszédátviteli többletszolgáltatások, l: hívószámkijelzés konferenciahívás hívásátirányítás hívásvárakoztatás hívásátadás videotelefonálás (!) gyorsabb adatátvitel Megoldás: digitalizálás azaz az ISDN 17

ISDN motiváció Gyártói oldal: digitális átviteli utak (PCM), digitális közontok de mindezt könnyebb eladni, ha tartoznak hozzájuk lusz szolgáltatások ISDN Mindez a lusz szolgáltatás önmagában nem biztos, hogy elég lett volna: egyszerű ötlet: 2 telefonvonal egy éráron ez már kézzel fogható előny 18

PSTN analóg/digitális adatátvitel PSTN modemes adatátvitel analóg törzshálózat esetében: A előfizetői hurok előfizetői hurok analóg A A törzshálózat A A A D helyi kacsolóközont PSTN modem D A: analóg, D: digitális Itt a modem A/D, D/A átalakító funkciója elkerülhetetlen 19

PSTN analóg/digitális adatátvitel PSTN modemes adatátvitel: A előfizetői hurok előfizetői hurok A/D digitális D/A A D törzshálózat D A A D helyi kacsolóközont PSTN modem D A: analóg, D: digitális Amíg a törzshálózat analóg volt, a modem A/D, D/A átalakító funkciója elkerülhetetlen volt Most viszont ez a D/A/D/A/D átvitel nem hangzik túl jól Nem is az: 64 kb/s helyett csak kb. 33 kb/s vihető át Megoldás: ISDN 20

ISDN digitális adatátvitel ISDN modemes adatátvitel: A/D előfizetői hurok előfizetői hurok digitális D D törzshálózat D D A/D D helyi kacsolóközont ISDN modem D fizikailag változatlan! Az adatút végig digitális! Beszédkódoló a végberendezésben No, de minek akkor modem? ISDN jelzések: kacsolatfeléítés (adott hívószámmal), bontás Adatátvitel illesztése PC: l. RS-232 ISDN: D csatorna/csatornák (ld. köv. dia) 21

ISDN megvalósítása A meglévő előfizetői hurkot (réz érárt) használják újra Bár csak ár km rézről van szó, ennek lefektetése mégis roant költséges Egy egész telefonhálózat értékének több mint fele az előfizetői hurkok összessége! Ha már megvan, használjuk, amíg lehet! Ezen digitális átvitel Ennek a sebessége attól függ, hány csatornát használhat az előfizető B csatorna: 64 kb/s, ezen megy a beszédátvitel VAGY az adatok átvitele VAGY a kódolt videó, stb. D csatorna: 16 vagy 64 kb/s: jelzések átvitele (l. hívás, kacsolat bontás, stb.) Több B csatornához egyetlen D csatorna elég jelzésátvitel SzgH-ból ismerős lehet jelzésátvitel részletesebben: 7. fejezet 22

ISDN megvalósítása A megengedett kombinációk: 2B+D16: BRA/BRI: Basic Rate Access/Interface, Ala sebességű hozzáférés/interfész 144 kb/s nettó (keretezés, stb. nélkül) az egész egy éráron bőven elfér rajta tiikusan magán/kisvállalati előfizetőknek lehetséges kombinációk: 2 független beszédátvitel 1 beszéd + 1 fax 1 beszéd + 64 kb/s adatátvitel (l. Internet elérés) 128 kb/s adatátvitel ersze ez dinamikusan változtatható 30B+D64 (az Eu-ban; USA, Jaán: 23B+D64): PRA/PRI Primary Rate Access/Interface, Primer sebességű hozzáférés/interfész 1984 kb/s nettó, ~2 Mb/s bruttó tiikusan 1, 2 vagy 3 éráron: függ az érár minőségétől, a hossztól, az alkalmazott kódolástól nagyvállalati előfizetőknek, 30 független csatorna jellemzően egy vállalati alközontba fut be 23

ISDN rendszervázlat R, S, T, U, V: referenciaontok TE2 TE2 R TA TA S0 Alasebességű hozzáférés dig. vonalszakasz T-től balra : előfizető hálózata T-től jobbra : szolgáltató hálózata Local exchange: helyi kacsolóközont TE1 TE1 NT2 T NT1 U LT V ET Local ET: Exchange Terminal, közonti végződés LT: Line Terminal, vonali végződés TE2 TE1 R S NT1 T NT2 PBX U LT V ET exchange NT1/2: Network Terminator, hálózatvégződés LT U interf. NT1: digitális vonalszakasz: szolgáltató/gyártósecifikus egyben lecserélhető egy másik vonalszakaszra, ami ugyanezt a szolgáltatást nyújtja, de máské (l. más kódolással) működik Primer sebességű hozzáférés kiegészítő magyarázat a 40. dián! 24

ISDN rendszervázlat TE2 R TA Alasebességű hozzáférés TE: Terminal Equiment, végberendezés TE1: ISDN végber. TE2 PSTN végber. TE2 TE1 TA S0 NT2 T dig. vonalszakasz NT1 U LT V Local TA: Terminal Adater, végber.- illesztő S busz: max 8 egység, 4 huzalos, 192 kb/s: 2B+D+48kb/s szinkron TE1 ET P(A)BX: Private (Automatic) Branch exchange, alközont TE2 R NT1 T NT2 U LT V ET exchange NT1+NT2: alaseb. esetén egyben: NT PRA esetén NT2 a PBX-ben T interfész: a szolgáltató / előfizető hálózatának a határa S PBX TE1 Primer sebességű hozzáférés 25

ISDN BRA NT BRA NT=NT1+NT2 De ennél a gyakorlatban sokszor több: S0 busz, de sokszor S interfész(ek) az ISDN végber. közvetlen csatlakoztatására lehet benne 1-2 TA (végber. illesztő), analóg végber.- hez (telefon, fax) lehet rajta PC csatlakozó (RS-232, esetleg USB), így modem is egyben 26

S0 busz Sebessége: 2B + D16 + szinkron(48 kb/s) = 192 kb/s 4 huzalos Egyik vége az NT, másik vége ellenállással lezárva Max 8 egység De csatlakozhatnak a végberendezések az NTre közvetlenül egy végberendezés: ont-ont toológia több végberendezés: csillag toológia 27

Hívószámok Max. 10 hívószám rendelhető egy alasebességű előfizetéshez (ma, Magyarországon, de ez a tiikus) Max. 8 végberendezés Egyszerre max. két adatátviteli (B) csatornát használhatunk... hogy jön ez össze?! Egyszerű! A végberendezéseket felrogramozzuk, hogy mely hívószámra aktiválódjanak ( csengjenek ) Analóg végber.-nél a TA-t, vagy ha az NT-ben van a TA, akkor azt Bármelyik hívószámot hívják, egy üzenet eljut az összes végberendezéshez Az kezd el csengeni, amelyiknek a rogram szerint kell Mindezt alközont nélkül! (Ez az ún. Multile Subscriber Number (MSN), többszörös előfizetői hívószám szolgáltatás) 28

ISDN múlt, jelen, jövő Hatalmas technológiai előreléés Az ezredfordulón az ISDN volt a nagy sebességű otthoni/kisvállalati Internet-elérés De: elterjedtsége a világon mindössze 10%-a a PSTN telefonvonalaknak egy B csatornát egy vonalnak számolva Nyugat-Euróában 25% Okok: a többletszolgáltatások nagy része ma analóg végberendezésről is elérhetőek a többletfunkcionalitás a közontokban az analóg végberendezésekben is megjelennek a digitális elemek (hívószámkijelzés, SMS, memória) Főleg az elején: jóval magasabb készülékárak Internet-elérés terén ADSL és társai mára túlszárnyalták A mobilok miatt a két vonalra sincs akkora igény 29

ISDN múlt, jelen, jövő? ISDN = zsákutca? Nem! > 100 millió B csatorna világszerte a hálózati szolgáltatásokat analóg hozzáféréssel is használják a hozzá kacsolódó SS7 közontközi jelzésrendszer azóta is az univerzális távbeszélő hálózati jelzésrendszer (ld. 7. fejezet) megteremtette az alaokat a GSM hálózatokhoz Mindenesetre a közelmúlt és a jelen technológiája, de nem a jövőé 30

ISDN múlt, jelen, jövő Egy sikertelen róbálkozás: B-ISDN Broadband (széles sávú) ISDN: ISDN jellegű konceció, de nagyobb sávszélességen 2 Mb/s, vagy akár ennek többszöröse a felhasználókig (innentől N-ISDN (Narrowband, keskeny sávú) a hagyományos ISDN) TV műsorok közvetítése, videók letöltése, gyors és garantált minőségű Internet-elérés, jó minőségű videotelefon, stb. Mindez az 1980-as évek végén! ekkor az Internet még gyerekciőben járt: l. WWW: 1994! Az ötlet zseniális, ma is ez a cél Technológiának az ATM-et szánták Azonban ebben a formában nem terjedt el Az IP viszont lassan, döcögősen, de ebbe az irányba halad A sikertelenség okai A 80-90-es évek fordulóján sok hasonló technológia csak egy maradhat Győz az olcsóbb, gyorsabb IP igaz, ma sincs igazán QoS 31

Újgenerációs hálózatok Avagy Next Generation Networks, NGN Alaötlet (B-ISDN szerű): éítsünk egy közös gerinchálózatot különböző szolgáltatásokhoz: beszédátvitel (telefon) videotelefonálás és más multimédiás adatátvitel televíziózás Internetezés virtuális magánhálózatok (Virtual Private Network, VPN) azonnali üzenetküldés elosztott játékok más, meglévő és még meg nem lévő szolgáltatások 33

Újgenerációs hálózatok Ezeket a szolgáltatásokat igénybe vehetjük: különböző végberendezésekről különböző hozzáférői hálózatról De azonos a szolgáltatás És minden szolgáltatáshoz azonos a gerinchálózat (transzort hálózat) ami teljesen IP alaú ( all-ip network ) Pl. egy telefonhívás végződhet a másik fél: vezetékes telefonján mobilján PC-jén WLAN-os PDA-ján attól függően, hogy ő hogy állítja be függetlenül attól, hogy a hívó fél hol keresi 34

VoIP motiváció VoIP = Voice over IP, beszédátvitel IP felett Motiváció: felesleges két (vagy több) hálózatot fenntartani A beszédforgalom IP szemmel nézve nagyon kis sávszélességű 6...64 kb/s egy beszédcsatorna vs. 1-3 Mb/s ADSL 140 Mb/s gerinchálózat A lakásban/irodában is kevesebb lesz a vezeték Csökkenthetőek a költségek Nem csak hangátvitel, hanem integrált adat-, kéátvitel is l. URL küldése beszélgetés közben, annak megtekintése web alaú telefonkönyv 34 MB/s 8 MB/s 64 kb/s 140 Mb/s szekunder köz. rimer köz. helyi köz. előfizetők 35

NGN architektúra telefon szolg. Internet szolg. VPN szolg. TV szolg. (... további szolgáltatások) IP alaú gerinchálózat PSTN hozzáférés ISDN hozzáférés GSM hozzáférés TCP/IP hálózat (l. vállalati h, v. ADSL) IP telefon TV + set-to-box (... további hozzáférési módok) Az alkalmazási réteg elválik a transzort rétegtől! Az NGN egy konceció, nem konkrét technológia 36

Átállás NGN-re Ez azt jelenti, hogy l. a hierarchikus telefonközontokból éült hálózat előbb-utóbb a múlté lesz A meglévő hálózatokról az átállás nem egyszerű vagy kiéítik az NGN hálózatot, és aztán egyszerre átállnak arra de ekkor egy darabig két hálózatot kell fenntartani vagy fokozatosan cserélik le a hálózat részeit de ez sem egyszerű: együtt kell működjön a régi és az új hálózatrész valószínű szolgáltatónként különféle megoldások a vezető szolgáltatók (l. BT, France Telecom, stb.) 2009-2012- re tervezik az átállás befejezését amit már elkezdtek... 37

Motiváció NGN indoklása: egy hálózat elég rugalmasabb architektúra, több szolgáltatás nyújtható olcsóbb l. a hagyományos PSTN architektúra nemzetközi viszonylatban már nem versenykées a különböző VoIP megoldásokkal a különböző technológiák konvergenciája l. telefon-számítógé-televízió l. fix-mobil a technológia mostanra lehetővé teszi IP + Ethernet 38

Megbízhatóság NGN = szé új világ? (Okkal) reméljük! De: PSTN: Hibatűrő kacsolóközontok, törzshálózat Jól bevált, alaosan ellenőrzött technológia Jól kidolgozott hibaelhárítási rendszer egyszerű, viszonylag drága, de nagyon megbízható szolgáltatás NGN: új architektúra, eszközök, rotokollok sohasem látott mértékű technológiai váltás egy kulcsfontosságú infrastruktúrában a gyártók talán kevésbé megbízhatóak, mint a PSTN világában megszokott az IP-nek sok ismert sebezhető ontja van az egységes architektúra az egy elromlik, minden elromlik veszélyét is hordozza olcsó és bőséges szolgáltatás, de elég megbízható lesz? Az új (infokomm.) világ lehet szé, de csak ha mindezeket gondosan figyelembe veszik 39

Kiegészítés (a 24. diához) Példa ISDN interfészekre: Paraméter nyilvános (T-COM-S ) nyilvános (T-COM-U) BCM 50 Definity interfész S U U U bitsebesség 192 kbit/s 160 kbit/s 512 kbit/s 160 kbit/s jelzési sebesség 192 kbaud 80 kbaud 512 kbaud 160 kbaud dulex átviteli mód négyhuzalos kéthuzalos echotörlés kéthuzalos négyhuzalos ing-ong vonali kódolás inverz AMI 2B1Q AMI AMI jelzés LAPD+DSS1 LAPD+DSS1 Stimulus DSS1 Megjegyzések: látszik, hogy az U interfész különböző lehet echo-törlés: ugyanabban az időben és frekvenciában ad a két fél, hibriddel választják szét (ld. később) ing-ong: időtartománybeli szétválasztása a két félnek Nem kell ezeket tudni vizsgára, csak magyarázatként szolgálnak 40