Kapcsolás. Áramkörkapcsolás, virtuális áramkörkapcsolás, hullámhosszkapcsolás,



Hasonló dokumentumok
Optikai térkapcsolt. rkapcsoló

Hálózati architektúrák és rendszerek. Optikai hálózatok Wavelength routed optical networks

DIGITÁLIS KÖZPONT SZIMULÁCIÓJA

HÍRADÁSTECHNIKA I. Dr.Varga Péter János

4-1. ábra. A tipikus jelformáló áramkörök (4-17. ábra):

KAPCSOLÁS, JELZÉS, CÍMZÉS

1. Egy analóg vagy digitális multiméter segítségével hogyan dönthető el egy UTP kábel két végén lévő csatlakozók bekötésének helyessége?

Flexibilis leágazó és kapcsoló eszközök a DWDM hálózatokban

Hardware minőségellenőrzése az elektronikai gyártási folyamat során Ondrésik Tamás, O0QUL3

Tengeralatti optikai összeköttetések

2. Digitális hálózatok...60

1 Rendszer alapok. 1.1 Alapfogalmak

BIZTONSÁGI TERV Dunai Regatta 2016

Optikai kapcsolók Dr Berceli Tibor Kapcsolási elvek

Az infravörös spektroszkópia analitikai alkalmazása

Digitális kártyák vizsgálata TESTOMAT-C" mérőautomatán

Ajánlati felhívás. Kamerarendszer beszerzése

SL7000. Intelligens kereskedelmi és ipari fogyasztásmérő

EverLinkBusSetup. Beléptető, munkaidő nyilvántartó és parkoló rendszer konfiguráló program felhasználói leírása rendszergazdák részére

Vezeték nélküli, elosztott rendszerű jelzőlámpás forgalomirányítás

1. Kombinációs hálózatok mérési gyakorlatai

Közlekedés gépjárművek elektronikája, diagnosztikája. Mikroprocesszoros technika. Memóriák, címek, alapáramkörök. A programozás alapjai

KETTŐS KÖNYVELÉS PROGRAM CIVIL SZERVEZETEK RÉSZÉRE

2016 UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS UNIVERSITY OF SZEGED

1. K ORLÁTLAN SÁVSZÉLESSÉG ÉS

5. sz. melléklete bérelt vonali szolgáltatásokra vonatkozóan. 5/3. számú melléklet GigaLink bérelt vonali előfizetői szolgáltatás

BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések Csoport Nagyfeszültségű Laboratórium. Mérési útmutató

2014 UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS UNIVERSITY OF SZEGED

POF (Plastic (Polimer) Optical Fiber) jellemzően a mag anyaga: Polymethil Metacrilate (PMMA) - héj: flourral kezelt PMMA - n= 1,412

HITELESÍTÉSI ELŐÍRÁS HIDEGVÍZMÉRŐK ÁLTALÁNOS ELŐÍRÁSOK

Új generációs passzív optikai hozzáférési technológiák (FTTx, GPON)

ÁLTALÁNOS SZERZŐDÉSI FELTÉTELEK

TST kapcsoló. működésének megértését segítő ábrasorok. Készítette: Balambér Dávid

219/2011. (X. 20.) Korm. rendelet. a veszélyes anyagokkal kapcsolatos súlyos balesetek elleni védekezésrıl I. FEJEZET ÁLTALÁNOS RENDELKEZÉSEK

AUDIO ENGINEERING SOCIETY

Használati útmutató. 1.1 verzió április

INTERNET SZOLGÁLTATÁSÁNAK ÁLTALÁNOS SZERZŐDÉSI FELTÉTELEI

BorsodWeb Kft. Általános Szerződési Feltételek. Előző módosítás kelte: Utolsó módosítás kelte: Érvényes:

Az Európai Unió Hivatalos Lapja L 137/1 RENDELETEK

376. számú ügyrend. Nagyfogyasztói mérések kialakítása.

URL-LEL ADOTT OBJEKTUM LETÖLTÉSE (1) URL-LEL ADOTT OBJEKTUM LETÖLTÉSE

Az Ethernet példája. Számítógépes Hálózatok Az Ethernet fizikai rétege. Ethernet Vezetékek

Tűzvédelmi Műszaki Irányelv TvMI 10.1:

TRP-C24 Felhasználói Kézikönyv

Tervezési kérdések. Azonnali helyreállítást garantáló védelmi módszerek. Helyreállítási (recovery) ciklus

Felhasználói leírás v1.0

17. Kapcsolok. 26. Mit nevezünk crossbar kapcsolónak? Egy olyan kapcsoló, amely több bemenet és több kimenet között kapcsol mátrixos módon.

Tárgy: A közfoglalkoztatás rendszerének évi változása, várható ellátási formáinak megvitatása, Közfoglalkoztatási Terv készítése

PROGRAMOZHATÓ LOGIKAI VEZÉRLİK

ZNET Telekom Zrt. Általános Szerződési Feltételek

Az adott eszköz IP címét viszont az adott hálózat üzemeltetői határozzákmeg.

ÜZLETSZABÁLYZAT 1. sz. módosítása egységes szerkezetbe foglalva

A teljesítményértékelés és minősítés a közigazgatási szervek vezetésében

15.KÚPKEREKEK MEGMUNKÁLÁSA ÉS SZERSZÁMAI

Mit csinálnak a PCB gyártók mielőtt gyártani kezdik az ÖN NYÁKját? Miért nem tudjuk használni az Ön gerber- és fúrófájljait ahogyan feltöltötte?

ÁLTALÁNOS SZERZİDÉSI FELTÉTELEK AZ

DT13xx Gyújtószikramentes NAMUR / kontaktus leválasztók

EGER MEGYEI JOGÚ VÁROS

Felkészülést segítő kérdések Gépszerkesztés alapjai tárgyból

Szer-Net. Általános Szerződési Feltételek. Internet szolgáltatás. Szer-Szoft Kft Szerencs Rákóczi út 108. Hatályos: április 1.

Hálózatok I. Várady Géza. Műszaki Informatika Tanszék Iroda: K203

FELHASZNÁLÓI ÚTMUTATÓ

ÁLTALÁNOS SZERZŐDÉSI FELTÉTELEK INTERNET SZOLGÁLTATÁSRA

Telepítési és felhasználói kézikönyv. EC-11 Ethernet Átalakító

VHR-23 Regisztráló műszer Felhasználói leírás

BIZTONSÁGI TERV május 1 Tabáni Fesztivál blues-rock koncert

Fizikai geodézia és gravimetria / 2. NEHÉZSÉGI ERŐTÉR ABSZOLÚT ÉS RELATÍV MÉRÉSE, A MŰSZEREK KALIBRÁCIÓJA

Számítógép hálózatok

SyscoNet Kereskedelmi és Szolgáltató Kft.

Programozható logikai vezérlõk

Lehet vagy nem? Konstrukciók és lehetetlenségi bizonyítások Dr. Katz Sándor, Bonyhád

1996. évi CXIII. törvény. a lakástakarékpénztárakról. A törvény hatálya. Fogalmak

A HBONE+ projekt kapcsán megjelent új hálózati lehetőségek

A Mezőgazdasági és Vidékfejlesztési Hivatal 172/2012 (XI.30) számú KÖZLEMÉNYE az intervenciós gabonakészletek tárolásáról

TELEPÜLÉSKÉP, TELEPÜLÉSI KÖRNYEZET

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Kapcsolástechnika

37/2007. (XII. 13.) ÖTM rendelet. az építésügyi hatósági eljárásokról, valamint a telekalakítási és az építészeti-műszaki dokumentációk tartalmáról

A vizsgafeladat ismertetése: Válaszadás a vizsgakövetelmények alapján összeállított, előre kiadott tételsorokból húzott kérdésekre

KÖZÉP-DUNA-VÖLGYI KÖRNYEZETVÉDELMI, TERMÉSZETVÉDELMI ÉS VÍZÜGYI FELÜGYELŐSÉG

2015/26. SZÁM TARTALOM. 30/2015. (VII. 01. MÁV-START Ért. 26.) sz. vezérigazgatói utasítás a foglalkoztatáspolitikai rendszerek működtetéséről...

Konfokális mikroszkópia elméleti bevezetõ

int azt az elõzõ részbõl megtudtuk, a rétegeknek az a feladatuk, hogy valamiféle feladatot végezzenek

TÁMOP VIR alprojekt VIR felhasználói kézikönyv

A számítógépes hálózat célja

Adathálózati (Internet) szolgáltatás Általános Szerzıdési Feltételek (v1.2) Érvényes : tól. Tartalomjegyzék

Fordító hajtások SGExC 05.1 SGExC 12.1 AUMA NORM (vezérlés nélkül)

8/2010. (I. 28.) Korm. rendelet. a vis maior tartalék felhasználásának részletes szabályairól

BORONKAY GYÖRGY MŰSZAKI KÖZÉPISKOLA, GIMNÁZIUM ÉS KOLLÉGIUM 2600 Vác, Németh László u SZERVEZETI ÉS MŰKÖDÉSI SZABÁLYZAT

11/1985. (XI. 30.) IpM rendelet. a közvilágításról

Útmutató a szakdolgozat elkészítéséhez

Újdonságok. Release 2

ERserver. iseries. Szolgáltatási minőség

HÁZTARTÁSI LÚGOSVÍZ ELİÁLLÍTÓ VÍZKEZELİ BERENDEZÉS

Síkban polarizált hullámok síkban polarizált lineárisan polarizált Síkban polarizált hullámok szuperpozíciója cirkulárisan polarizált

átvitt bitek számával jellemezhetjük. Ezt bit/s-ban mérjük (bps) vagy ennek többszöröseiben (kbps, Mbps).

Nagylók Község Helyi Építési Szabályzatának és Szabályozási Tervének megállapításáról (egységes szerkezetben)

A oldal leírása látogatóknak v1.0

1/2014. (VI.11.) polgármesteri utasítás. Segesd Község Önkormányzata Védőnői Szolgálatának. Adatkezelési szabályzatáról

Szaniszló Gábor, SA rendszermérnök, ABB Kft, MEE szakmai nap előadás, Az IEC61850-es szabvány gyakorlati alkalmazása

KNX távirat nyugtázása. Épületinformatika. KNX távirat példa. KNX távirat példa

Átírás:

Kapcsolás Áramkörkapcsolás, virtuális áramkörkapcsolás, hullámhosszkapcsolás, csomagkapcsolás 1

A tárgy anyagának felépítése A) Bevezetés Hálózatok és rendszerek bevezetése példákon A fizikai szintű kommunikáció alapjai B) Elvek és technikák A számítógéphálózatok működési elveit először még a konkrét megvalósításoktól függetlenül vezetjük be C) Architektúrák és protokollok Megvizsgáljuk a legfontosabb hálózati architektúrákat és protokollokat D) Összefoglalás Az összefoglalás mellett kitekintünk új irányokra és területekre 2

Elvek és technikák Többszörös hozzáférés Áramkörkapcsolás, virtuális áramkörkapcsolás, hullámhossz-kapcsolás, csomagkapcsolás Gyors csomagkapcsolás, ATM, szolgáltatás-minőség Összeköttetés-alapú és összeköttetésmentes hálózatok, hívásvezérlés, címzés Routing (útvonalválasztás) Hibakezelés Ütemezés (scheduling), forgalomszabályozás, forgalom-menedzselés Hálózatok menedzselése A protokoll-architektúrák alapelvei 3

Kapcsolás Számítógép-hálózatokban az éppen aktív állomás (csomópont) az adatokat/üzeneteket továbbíthatja: az összes többi állomáshoz, ez az adatszóró (üzenetszóró) hálózat egy bizonyos (v. néhány) állomáshoz, ez a kapcsolt hálózat: ezzel foglalkozunk A kapcsolt hálózatnak magának kell gondoskodnia az információnak a célállomáshoz történő eljuttatásáról 4

Kapcsolás Kapcsolás: azon eljárások, technikák összessége, amelyek kapcsolt számítógépill. távközlési hálózatokban két, nem szomszédos csomópont között összeköttetést hoznak létre A kapcsolással létrehozott összeköttetés: nem feltétlenül közvetlen nem feltétlenül fizikai 5

Kapcsolás 1 2 1 2 3 4 5 4 5 3 Mindenki mindenkivel: közvetlen összeköttetés nincs kitüntetett csomópont egyszerű, de drága és általában nem kivitelezhető Csak bizonyosakkal: nem közvetlen összeköttetés kitüntetett csomópont létezik, a kapcsoló bonyolultabb, de gazdaságos és kivitelezhető 6

Milyen fajta kapcsolások léteznek? Áramkörkapcsolás Üzenetkapcsolás Csomagkapcsolás (az üzenetkapcsolás és a csomagkapcsolás rokonok) Virtuális áramkörkapcsolás (üzenet- ill. csomagkapcsoláson belül) Hullámhossz-kapcsolás (~áramkörkapcsolás) 7

Összeköttetés-alapú és összeköttetésmentes hálózatok Összeköttetés-alapú hálózat: a kommunikáló csomópontok a tényleges adatátvitel előtt végpontok közötti összeköttetést (end-to-end connection) létesítenek, rendszerint külön protokoll alkalmazásával Összeköttetésmentes hálózat: a kommunikáló csomópontok között az adatátvitel előzetes összeköttetés létrehozása nélkül történik 8

Osztályozás Számítógép-hálózatok Kapcsolt számítógép-hálózatok Broadcast (-szóró) számítógép-hálózatok Ethernet LAN Csomagk. rádióhálózat Műholdas hálózat Áramkörkapcsolt hálózatok Üzenet- és csomagkapcsolt hálózatok Távbeszélő hálózat Hullámhossz-kapcsolt hálózat Összeköttetés-alapú hálózatok (virtuális áramkörkapcsolás) X 25 ATM Frame relay MPLS Összeköttetés-mentes hálózatok IP-hálózat 9

Áramkörkapcsolás/vonalkapcsolás Fizikai kapcsolat a küldő és a célállomás között A kapcsolat nem állandó, tehát fel kell építeni és az összeköttetés végén le kell bontani Minden adat ugyanazon a dedikált fizikai útvonalon halad Valódi idejű működés Továbbítás alatt a csomópontok az adatokat nem tárolják Torlódás csak az összeköttetés felépítése során léphet fel, az adatátvitel során nem 10

Az adatátvitel fázisai áramkörkapcsolás esetén A gazdagép 1 kapcsoló 2 kapcsoló B gazdagép Hívás kezdeményező jelzés Összeköttetés létesítése Továbbítási késleltetés Terjedési késleltetés A és 1 között Terjedési késleltetés 1 és 2 között Átvitel Információ-átvitel Hívás elfogadó jelzés idő Összeköttetés lebontása 11

Kapcsolók általános felépítése kapcsolóelem a tényleges kapcsolást végzi változatos megvalósítási módok, ezek szerint osztályozzák is a kapcsolókat kapcsoló-vezérlő kiválasztja az(oka)t a kapcsolóelem(eke)t, amely(ek) működésbe lép(nek) kapcsoláskor 12

Kapcsolóelemek megvalósítási módja multiplexelés és demultiplexelés (nyalábolás és kibontás) kapcsolóelemek megvalósítási módja tér-osztásos időosztásos idő-tér osztásos idő-tér-idő osztásos 13

Tér-osztásos kapcsoló A tér-osztásos (space division multiplexing, SDM) kapcsolókban minden beérkező minta a rendeltetési helytől függően más és más térbeli útvonalon halad Legegyszerűbb megvalósítása a keresztpontos (crossbar) kapcsológép Az egyszerű keresztpontos kapcsoló sorokba és oszlopokba szervezett vezetősínekből és a keresztezési pontokban elhelyezkedő kapcsolókból áll Eredetileg telefonközpontok számára fejlesztették ki 14

Keresztpontos (crossbar) kapcsoló kapcsolóelem (minden keresztpontban!) Kimenetek emenetek 5 x 5-ös kapcsoló elvi rajza, korai elektromechanikus (jelfogós) kapcsoló szerkezeti rajza és fényképe 15

Előnyök és hátrányok Előnyök: egyszerű Hátrányok: sok be/kimeneti vonal esetén túl sok kapcsoló kell, szimmetrikus N x N esetben N 2 egy kapcsoló meghibásodása kizárja egy beés kimenet közötti összeköttetés létesítését 16

Blokkolás a kapcsolókban belső blokkolás (internal blocking): a kért kimenet szabad, de nincs útvonal a bemenettől a kimenetig kimeneti blokkolás (output blocking): két bemenet ugyanazt a kimenetet akarja használni, ilyenkor az egyik kimenet blokkolt lesz az egyszerű crossbar kapcsolóban nincs belső blokkolás ha megengedünk blokkolást, akkor hatékonyabb kapcsológépeket készíthetünk, több fokozat alkalmazásával és a ki-bemenetek közötti útvonalak létesítésével 17

Többfokozatú tér-osztásos kapcsolók Fő motiváció a keresztpontok számának csökkentése Egy zárt kapcsoló sorában és oszlopában található összes többi kapcsoló a zárás ideje alatt kihasználatlan! Képezzünk fokozatokat (kapcsolótömböket) úgy, hogy a belső (be/kimenetre nem kötött) tömbök több bemenethez kapcsolódhassanak! Egy háromfokozatú kapcsoló első fokozata álljon N/n darab n x k méretű, a második fokozat k darab N/n x N/n méretű és a harmadik ismét N/n darab k x n méretű kapcsoló tömbből 18

Háromfokozatú keresztpontos kapcsoló Legyen N = 16, n = 8, k = 3 B e m e n e t e k 8 x 3 8 x 3 2 x 2 2 x 2 2 x 2 3 x 8 3 x 8 K i m e n e t e k Kapcsolók száma 108, nem 256! A bemeneti tömbök két független úton kapcsolódnak a kimeneti tömbökhöz Kis k értékek esetén belső blokkolás lehetséges! (piros pontvonal) 19

Időosztásos kapcsolók: multiplexelés és demultiplexelés Legyen N darab azonos sebességű digitális csatorna. A multiplexer az ezeken érkező mintákat (adatokat) fogja össze és helyezi el egyetlen közös használatú N-szeres sebességű csatornán. A demultiplexer fordított funkciót lát el: egyetlen bemenetére érkező mintákat osztja szét N darab kimeneti csatornára, amelyek sebessége a bemeneti csatorna sebességének N-ed része. 20

Multiplexelés és demultiplexelés Be0 Be1 Be2 MUX Ki Be DE- MUX Ki0 Ki1 Ki2 BeN KiN 21

Időosztásos kapcsolók Az időosztások kapcsolók időréscserélővel (Time Slot Interchanger, TSI) végzik a kapcsolást a TSI egy rögzített méretű puffermemória, amelybe a bemeneti csatornákról érkező multiplexelt minták beírása cím szerinti sorrendben, kiolvasása viszont ettől eltérően történik. a kimeneti csatorna demultiplexelésekor egyes minták más kimeneti vonalakra kerülnek 22

Kapcsolás időréscseréléssel 1 2 3 MUX 87654321 27654183 1 DE- MUX 2 3 TSI kapcsolási korlátai legyen a minták ismétlődési ideje 125 μs legyen a kapcsolandó vonalak száma 100000 a memóriába írás/olvasás ideje 0,6125 ns, ilyen gyors memória nincs 125 μs ismétlődési idővel és 40 ns hozzáférési idővel 8 TSI számolva 1560 vonal kapcsolható, ez nem túl sok Idő-térosztásos (TS) és idő-tér-időosztásos (TST) kapcsolók 8 23

Üzenetkapcsolás Nem mindig szükséges a küldő és a cél állomás/csomópont közvetlen kapcsolat A két vég-csomópont közötti összeköttetés létrehozható két szomszédos csomópont közötti összeköttetések sorozataként is Kapcsolatok AB BC CD A B C D Csomópontok A B C D Nem kell összeköttetést felépíteni és lebontani, ez összeköttetésmentes hálózat 24

Üzenetkapcsolás Összeköttetésmentes hálózatokban alkalmazzák Az egész üzenet egyetlen egységként mozog az egyik csomóponttól a szomszédos másikig A kimeneti csatornákat több üzenet is igényelheti, emiatt szükség lehet arra, hogy a csomópontok időlegesen tárolják, majd továbbítsák az üzenetet (store-and-forward) Megvalósításához az üzenetben címrész és a csomópontokban átmeneti tároló v. puffer tár kell 25

Az átvitel folyamata üzenetkapcsolással Egy üzenet átvitele A és D csomópont között három lépésben: az AB, BC és CD szomszédos állomások közötti kapcsolatok sorozatán keresztül B és C csomópont nem azonnal továbbítja az üzenetet, várakozási sorba helyezi, majd a kimeneti csatorna felszabadulásakor továbbküldi Két szomszédos csomópont között dedikált csatorna, esetleg vonalkapcsolás van 26

Üzenetkapcsolás Előnyös sajátosságai: az adatcsatornákat a kommunikáló eszközök megosztva használják, javul a csatorna kihasználtsága az átmeneti tárolás képessége csökkenti a torlódásokra való érzékenységet az üzenetekhez elsőbbség (prioritás) rendelhető támogatja az üzenetszórást (broadcast) Hátránya: a fellépő késleltetések miatt általában nem képes valós idejű átvitelre (élő hang, mozgókép ) de nem is erre találták ki, hanem adatátvitelre, amikor a késleltetésre kevésbé vagyunk érzékenyek Tulajdonképpen ez a fajta kapcsolás volt az ARPANET hálózatban 27

Csomagkapcsolás Az üzenetet a küldő csomópont kisebb részekre, csomagokra tördeli A csomag tartalmazza: a küldő csomópont azonosítóját/címét a címzett csomópont azonosítóját/címét a csomag helyét az üzenetben A csomagokat a küldő egymás után elküldi a hálózaton át a címzettnek A közbeeső csomópontok a bennük lévő cím alapján továbbítják a csomagokat, akár egymástól különböző útvonalon A csomagok az eredetitől eltérő sorrendben is érkezhetnek a címzetthez A címzett a csomagokban található információ alapján visszaállítja a helyes csomagsorrendet 28

Csomagkapcsolás és áramkörkapcsolás Áramkörkapcsolás esetén a hívásfelépítés során az összekötetéshez rendelt erőforrások csak az adott összeköttetéshez tartoznak, más hívások nem használhatják (dedikált használat) Csomagkapcsolásnál az átviteli csatornák és egyéb erőforrások használata nem dedikált, több összeköttetés is használhatja ugyanazt a csatornát Az áramkörkapcsolás ideális, amikor az adatokat gyorsan, sorrendhelyesen és állandó sebességgel kell továbbítani, például telefonátvitelre A csomagkapcsolás előnyösen alkalmazható a lökésszerű átvitellel járó és a késleltetéseket jól tűrő adatok, például elektronikus levelek, web-oldalak továbbítására 29

Csomagkapcsolás Csomagkapcsolt hálózatok csomóponti eszközei: kapcsoló (switch): olyan csomópont, amely a csomagokat ugyanazon helyi hálózat más csomópontjaihoz továbbítja útválasztó (router) ha két vagy több hálózat között továbbítja a csomagokat Csomagkapcsolás megvalósítható: összeköttetésmentes hálózatokban, ez a datagram kapcsolás, vagy összeköttetés alapú hálózatokban, ez a virtuális áramkörkapcsolás 30

Datagram kapcsolás Minden csomag önálló egységet képvisel Minden csomag tartalmazza a rendeltetési hely teljes címét A két végpont közötti csomópontok megvizsgálják a csomag fejrészét és kiválasztják az útvonal következő szakaszát, vagyis azt a kimeneti kapcsolatot (port), ahová a csomagot továbbítják. A választás során két tényezőt kell figyelembe venni: a csomag a lehető legrövidebb úton érjen rendeltetési helyére hol található szabad csomópont, amely képes a csomag fogadására 31

Kimenő kapcsolat (port) megválasztása A port leképezés (port mapping) célja: a csomag fejrészében található címhez gyorsan megtalálni a legjobb kimenő kapcsolatot (Rendszerint a csomóponton futó program végzi.) Alapja az útvonalválasztó táblázat, amely minden lehetséges cél-címhez tartalmazza a következőket: a cél-cím (destination address, DA) a kimeneti kapcsolat (output port) az adott kimenethez tartozó költség típusú mezőt A rendeltetési hely címét össze kell vetni a táblázat címeivel A legjobb egyezés felismerése nem triviális 32

Blokkolás a csomagkapcsolókban Belső és kimeneti blokkolás egyaránt lehetséges A blokkolás átmeneti, fellépte előre nem látható Elkerülésének módozatai: túltartalékolás (overprovisioning), a belső kapcsolatok gyorsabbra választása, mint a bemenetek sebessége pufferelés, a csomagok késleltetésére visszaduzzasztás (backpressure), eljárás, amellyel a kapcsoló vezérlő arra kényszeríti a csomagok küldőjét, hogy ideiglenesen függessze fel a küldést csak korlátozott ideig hatásos párhuzamos kapcsolás, több párhuzamos útvonal kialakítása a bemenetek és a kimenetek között, a túltartalékolás térbeli megfelelője 33

Csomagkapcsolók kapcsolóelemei Be1 Be2 arbiter arbiter pufferelt crossbar a kapcsolókat ütemezni kell a puffer a kimeneti blokkolást gátolja az eldöntő (arbiter) vezérli a pufferek ürítését vonali vezérlő Ki1 vonali vezérlő KiN BeN üzenetszóró minden csomagot megjelölnek a kimenet számával a csomagok a sínen minden vezérlőhöz eljutnak a megcímzett vezérlő puffereli a csomagokat egy ütemező feloldja a versengést általános kapcsolóelem két bemenet, két kimenet, opcionális puffer a csomagok mindkét bemenetre egyidejűleg érkeznek a fejrész alapján a kapcsolóelem a csomagot az egyik, a másik vagy mindkét kimenetére eljuttatja 1 bites fejrész esetén egy lehetséges szabály: fej =1 felső kimenet fej = 0 alsó kimenet ha mindkét csomag ugyanoda menne, pufferelni kell 34

Virtuális áramkörkapcsolás Virtuális áramkörkapcsolásnál a küldő és a cél csomópont között egy, a hálózat csomópontjai közötti összeköttetésekből álló útvonal létesül Ez analóg az áramkörkapcsolással annyiban, hogy a két végpont között minden csomag ezt az útvonalat használja, viszont nem valódi, fizikai kapcsolat, innen a virtuális áramkörkapcsolás (virtual circuit switching) elnevezés A virtuális áramkörkapcsolásnál is megtalálható a kapcsolat felépítés adatátvitel kapcsolat lebontás A virtuális áramköröket egy helyi, az adott csomóponton érvényes azonosítóval a virtuális áramkör azonosítóval (Virtual Circuit Identifier, VCI) azonosítjuk 35

Címzési információk a csomagban Meg kell különböztetni a kapcsolatfelvételi (Call Request, CR), a kapcsolat nyugtázó (Call Confirm CC) csomagot és az összes többi adatcsomagot A CR és CC csomagban a VCI mellett megtalálható a hívást kezdeményező és a cél-csomópont teljes, globális címe is, ez a rendeltetési cím (Destination Address, DA), illetve a forrás cím (Source Address, SA) Az adatcsomagokban csak a virtuális áramkör azonosító, a VCI található, ez kisebb méretű, mint a DA, így gyorsabb lesz a kapcsolás VCI DA SA VCI CR csomag fejrésze adatcsomag fejrésze 36

A kapcsolat felépítése A virtuális áramkör felépítéséhez a CR csomagot a hálózat csomópontjai a hálózati útválasztó tábla (Network Routing Table, NRT) információi alapján továbbítja Az NRT bejegyzései tartalmazzák többek között - az adott csomópontból elérhető rendeltetési helyek címét (DA) és az ezekhez vezető útvonal következő útválasztójának címét (next hop/gateway), és a kimeneti port címét (interface), amelyen a csomagot tovább kell küldeni. Az NRT tábla egy bejegyzése (nem teljes!) DA next hop interface 37

A kapcsolat felépítése A CR csomag továbbításához a csomópont: keres egy szabad logikai csatornát bejegyzést készít a kimenő porthoz tartozó virtuális áramkör táblába, ahol feljegyzi: a csomaggal együtt érkezett, bemeneti VCI-t a kimeneti kapcsolat (port) számát a továbbításhoz használt, kimeneti VCI-t a csomagban felcseréli a bemeneti VCI-t a kimenetivel elküldi a csomagot a kimeneti porton át A VC tábla egy bejegyzése: bemeneti port VCI in kimeneti port VCI out 38

A kapcsolat felépítése Kapcsolat felépítő csomag X CR X Y 5 VC tábla Bemeneti Kimeneti Port VCI Port VCI 1 3 3 5 3 5 1 3 0 8 2 6 2 6 0 8 CR CR X X 1 Y 1 Y 1 0 8 0 6 0 2 CC 2 CC 2 CC 2 3 3 3 5 8 6 CR X Y 3 CC 3 Y Routing tábla VC tábla Bemeneti Kimeneti Port VCI Port VCI 3 1 0 4 0 4 3 1 0 5 2 8 2 8 0 5 VC tábla Bemeneti Kimeneti Port VCI Port VCI 3 7 1 1 1 1 3 7 0 6 2 3 2 3 0 6 39

Csomagtovábbítás forgalomirányító tábla alapján Az adatcsomagok továbbítása a kapcsolatfelépítés során kialakított virtuális csatorna (VC) táblák alapján történik: a kapcsoló megkeresi a beérkezett adatcsomag bemeneti portjának és VCIjének megfelelő bejegyzést a VC táblában a csomagban felcseréli a VCI-t a táblában talált kimeneti VCI-vel a csomagot a táblában talált számú porton továbbküldi 40

Hullámhossz-kapcsolás A hullámhossz kapcsolás (Wavelength Division Multiplexing, WDM) a legújabb kapcsolási technika 1980: egy optikai szálon egy optikai csatorna veszteségek miatt periódikus jel-regenerálók regenerálás optikai-elektronikus-optikai átalakítással, egyetlen hullámhosszon Elvileg kihasználható sávszélesség: ~25 THz, de hogyan használjuk ki? Egy optikai szálon számos, különböző hullámhosszúságú fény továbbítható, WDM Hullámhossz-érzékeny (hangolható) eszközökkel a jelek útvonala is megváltoztatható, ez tkp. kapcsolás WDM-nél a jel hullámhossza jelenti a forrásra, az útvonalra és a rendeltetési helyre vonatkozó információt 41

A WDM alap-működése A T1 jelű adó λ 1, a T2 pedig λ 2 hullámhosszú fényt bocsát ki, ezeket a multiplexer egyetlen üvegszálra multiplexálja, majd az átviteli út végén a demultiplexer a λ 1 hullámhosszúságú jelet az R1, a λ 2 -t pedig az R2 vevőhöz irányítja 42

WDM multiplexerek/demultiplexerek Üvegszál Lencse Prizma Lencse Fénytörésen alapuló WDM demultiplexer Üvegszálak a fókuszpontokban A prizma felületére párhuzamosan beeső polikromatikus fénynyaláb különböző hullámhosszúságú összetevőit a prizma más és más szögben töri meg A kilépő sugarakat egy újabb lencse fókuszálja több üvegszálra Fordított irányban multiplexerként működik Ez az elrendezés az optikai mpx/dempx elvét illusztrálja egy korai megvalósítással, a korszerűek másként működnek 43

A kissűrűségű hullámhossz-kapcsolás (Coarse WDM, CWDM) Legfeljebb 16 különböző hullámhossz egy szálon Hullámhosszak 1310 és 1610 nm között, 20 nm-es térközökkel elválasztva A viszonylag nagy térköz miatt egyszerű eszközökkel kezelhető Még mindig nem igazán hatékony a szál kihasználtsága 44

A nagysűrűségű hullámhossz-kapcsolás (Dense WDM, DWDM) Az erbium-adalékolású optikai erősítő (Erbium- Doped Fiber Amplifier, EDFA) kifejlesztése lehetővé tette, hogy sok, egymáshoz viszonylag közeli hullámhosszú (1.6~0.8 nm térköz) fényt lehessen multiplexálni egyetlen üvegszálra, ez a sűrű WDM (Dense WDM) Elválasztó Lézer pumpa Csatoló Csatoló Elválasztó Erbium adalékolt szál (10~50m) Lézer pumpa Az erbium ritka földfém, atomjai gerjesztés esetén 1550 nm-es hullámhosszúságú fényt sugároznak A lézerpumpák gerjesztik az erbium atomokat A gerjesztett atomok a tárolt energiát fény formájában adják le, ez adja az erősítő hatást 45

Add-drop multiplexer λ 1,λ 2,..λ n λ 1,λ 2,..λ n λ 1 λ 1 Az add-drop multiplexer egyetlen hullámhosszúságú fénysugarat kiszűr a polikromatikus bemenetből A kiszűrt hullámhosszon hordozott adatok megváltoztatása után a fénysugarat visszamultiplexálja a kimenetre Működhet rögzített hullámhosszon, de lehet hangolható is 46

Optikai keresztkapcsoló optical crossconnect - OXC Optikailag kapcsolja valamennyi bejövő szál valamennyi hullámhosszát a kimeneti szálak hullámhosszaira Pl.: a k-adik bejövő szál λ i hullámhosszát az m-edik kimenő szál λ i hullámhosszára Ha konvertereket is tartalmaz, akkor a k- adik bemeneti szál λ i hullámhosszát képes az m-edik kimeneti szál λ k hullámhosszára is kapcsolni Erre pl. akkor lehet szükség, ha az m-edik szálon a λ i foglalt 47

Fényutak - lightpaths A wavelength routing hálózatok áramkörkapcsolt hálózatok Ugyanaz az elv, mint az eddigiekben: adatátvitelt megelőzően összeköttetés kell, hogy kiépüljön Ez az összeköttetés tulajdonképpen egy hullámhossz hozzárendelését jelenti az összeköttetés útvonalának minden szakaszán 48

Fényutak Router A OXC 1 OXC 2 OXC 3 Router B λ 1,..,λ W λ 1,..,λ W λ 1,..,λ W λ 1,..,λ W Három node-ból álló wavelength routing hálózat Router A OXC 1 OXC 2 OXC 3 Router B λ 1 λ 1 λ 1 λ 1 Lightpath az A és a B router között 49

Hullámhossz-folytonosság A fényút létrehozása során ugyanazt a hullámhosszat kell használni minden ugráson a fényút mentén Ha a szükséges hullámhossz nem áll rendelkezésre az adott OXC adott kimeneti portján, a fényút létrehozása nem lehetséges (az összeköttetés blokkolt ), erről a felhasználó visszajelzést kap A blokkolási valószínűség konvertereket tartalmazó OXC-kkel csökkenhető A konverter az optikai jelet másik hullámhosszra teszi át 50

OXC konverterekkel Egy OXC-ben minden W hullámhosszat tartalmazó kimeneti szálon lehet c konverter, ahol 0 c W Nincs konverzió: c=0 Részleges konverzió: 0 < c <W Teljes konverzió: c=w A konverter csak néhány nm-es távolságban levő hullámhosszakra képes konvertálni (a technika mai állása szerint, ez fejlődik) Viszont már néhány hullámhossz esetén is jelentősen csökkenthető a blokkolási valószínűség 51

Példa különböző fényutakra Router D Router A E O λ 1 O E OXC 1 λ1 Router B λ 1 λ 2 λ 1 E O OXC 3 λ 3 OXC 2 λ 3 λ 1 λ 1 O E Router C Lightpath-ok A -> C: λ1 B -> D: λ1 és λ3 C -> D: λ3 és λ1 Az 1. és 2. OXC: nem tartalmaz konvertert A 3. OXC-nek vannak konverterei 52

Összefoglalás: mivel ismerkedtünk meg? Számítógép-hálózatok Kapcsolt számítógép-hálózatok Broadcast (-szóró) számítógép-hálózatok Ethernet LAN Csomagk. rádióhálózat Műholdas hálózat Áramkörkapcsolt hálózatok Üzenet- és csomagkapcsolt hálózatok Távbeszélő hálózat Hullámhossz-kapcsolt hálózat Összeköttetés-alapú hálózatok (virtuális áramkörkapcsolás) X 25 ATM Frame relay MPLS Összeköttetés-mentes hálózatok IP-hálózat 53