Távközlő hálózatok és szolgáltatások Távközlő rendszerek áttekintése

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Távközlő rendszerek áttekintése Németh Krisztián BME TMIT 2007. szet. 17.

A tárgy feléítése 1. Bevezetés Bemutatkozás, játékszabályok, stb. Történelmi áttekintés Mai távközlő rendszerek architektúrája Technológiai, fizikai, gazdasági háttérismeretek 2. IP hálózatok elérése távközlő és kábel-tv hálózatokon 3. Kacsolástechnika 4. Mobiltelefon-hálózatok 5. Jelátviteli követelmények, kodekek 6. Gerinchálózati technikák 7. Távközlő rendszerek teleítése és üzemeltetése 8. Forgalmi követelmények, hálózatméretezés 9. Jelzésátvitel 10. Távközlő rendszerek szoftver elemei 11. Hálózatok összefoglalása 12. Hálózati szolgáltatások 2

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

Országos és nagyvárosi toológia együtt a két budaesti szekunder közont mellett van egy-egy nemzetközi közont is Kelenföld, Józsefváros (ezekben van: helyi közont, szekunder közont, nemzetközi közont) a közös toológia (kicsit leegyszerűsítve): n.k. n.k. n.k. = nemzetközi 4

Közcélú távbeszélő közontok Magyarországon 2 nemzetközi közont Kelenföld, Józsefváros 2 tandem közont Városmajor, Angyalföld 10 szekunder (5+5 a Duna két oldalán) közont Kelenföld, Józsefváros Győr, Zalaegerszeg, Pécs, Székesfehérvár Szeged, Szolnok, Debrecen, Miskolc 54 rimer közont kb. 400 helyi közont kb. 1300 kihelyezett fokozat 5

Nemzetközi telefonhálózat Nagyobb országos szolgáltatók rendelkeznek nemzetközi kauközonttal Több, egymással konkuráló nemzetközi szolgáltató biztosítja ezek összekötését A ország Nem kell minden ország között közvetlen kacsolat...... de egy nemzetközi összeköttetés max. 6 trönköt (nk. 7 közontot) tartalmazhat C ország D ország B ország 6

Áttekintés Távközlő hálózati alaok Alafogalmak, analóg és digitális beszédátvitel Távbeszélő hálózatok toológiai áttekintése Számozás ISDN Újgenerációs hálózatok 7

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 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 8

Számozás Országon belül: belföldi rendeltetési szám + előfizetői szám Belföldi rendeltetési szám: Körzetszám, l.: 33: Esztergom és környéke Hálózatkijelölő szám, l: 20: Pannon Szolgáltatáskijelölő szám, l: 90: emeltdíjas Vegyük észre: a számozási és a hálózati hierarchia összefügg 9

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 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.) 10

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 11

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 12

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 A konkrét számokat természetesen nem kérdezzük vizsgán... 13

Áttekintés Távközlő hálózati alaok Alafogalmak, analóg és digitális beszédátvitel Távbeszélő hálózatok toológiai áttekintése Számozás ISDN Újgenerációs hálózatok 14

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, 20 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: A előfizetői hurok előfizetői hurok A/D törzshálózat D/A A D 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 19

ISDN digitális adatátvitel ISDN modemes adatátvitel: A/D előfizetői hurok előfizetői hurok törzshálózat D D 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) 20

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 mér megvan, használjuk hát, 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: 9. fejezet 21

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 (Eu, 24B+D US): 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 22

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 23

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 S PBX TE1 Primer sebességű hozzáférés 24

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 25

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 26

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) 27

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 28

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. 9. fejezet) megteremtette az alaokat a GSM hálózatokhoz Mindenesetre a közelmúlt és a jelen technológiája, de nem a jövőé 29

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 30

Áttekintés Távközlő hálózati alaok Alafogalmak, analóg és digitális beszédátvitel Távbeszélő hálózatok toológiai áttekintése Számozás ISDN Újgenerációs hálózatok 31

Újgenerációs hálózatok Avagy Next Generation Networks, NGN Alaötlet: 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 32

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 33

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 34

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... 35

Motiváció NGN indoklása: a technológia mostanra lehetővé teszi IP + Ethernet a különböző technológiák konvergenciája l. telefon-számítógé-televízió l. fix-mobil rugalmasabb architektúra, olcsóbb, több szolgáltatás nyújtható l. a hagyományos PSTN architektúra nemzetközi viszonylatban már nem versenykées a különböző VoIP megoldásokkal 36

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 37