Hálózati architektúrák és rendszerek 4G vagy B3G : újgenerációs mobil kommunikáció a 3G után
A tárgy felépítése (1) Lokális hálózatok. Az IEEE architektúra. Ethernet Csomagkapcsolt hálózatok IP-komm. Az Internet Végpontok közötti kapcsolat, transzport-prot., TCP, UDP A TCP/IP protokoll-család. Alkalmazási példa: VoIP Áramkörkapcsolt hálózatok PSTN, ISDN, 2. generációs cellás mobil-rendszerek Kapcsolat-orientált hálózatok SDH Synchronous Digital Hierarchy ATM Asynchronous Transfer Mode MPLS Multi-Protocol Label Switching 3. generációs mobil rendszerek Optikai kommunikáció Alapok Wavelength routing és csomagkapcsolás
A tárgy felépítése (2) Hozzáférési hálózatok: xdsl FTTx, xpon CATV Szélesávú vezetéknélküli hozzáférés (BWA Broadband Wireless Access) PAN, Bluetooth WiFi WiMAX Újgenerációs hálózatok (NGN Next Generation Networks) A távközlési megközelítés NGN a mobil világban: 4G vagy B3G (Beyond-3G) Tervezési kérdések Összefoglalás, tartalék
Mik voltak a célkitűzések a 3G mobilrendszerekkel szemben? új multimédiás és valódi idejű szolgáltatások bevezetése a mobil Internet-hozzáférés lehetőségeinek kiterjesztése (például Internetes vásárlás) lokális információt nyújtó, adatszóró illetve streaming szolgáltatások bevezetése a vezetékes telefonszolgáltatással ekvivalens beszédátviteli minőség nyújtása váltás különböző rádiós technológiákat használó hálózatok között (vertikális handover)
Mit tudnak a 3G-rendszerek? Szabványosítás: 3GPP (Third-Generation Partnership Project) 3GPP2 WCDMA ill. a 3GPP2-ban a CDMA-2000 UTRAN (UMTS Terrestial Radio Network) WCDM Az elérhető legnagyobb bitsebességek vonalkapcsolt átvitelnél 384 kbit/sec csomagkapcsolt átvitel esetében 2 Mbit/sec Folyamatos fejlődés a már létező 2G hálózati architektúrákból (GSM, GPRS) Európában: a vonalkapcsolt GSM, és az IP alapú csomagkapcsolt GPRS gerinchálózati alapokon.
Az első 3G szolgáltatás-csomag (Japán, 1999) i-mode Videó-telefon FOMA szolgáltatások Nagyméretű e-mail (max. 5000 japán karakter) továbbítása, képekkel és hanggal, i-appli alkalmazások (pl.: JAVA játékok a hálózaton) Max. 64 kbit/s sebességű, kisfelbontású mozgókép-továbbítással Nagysebességű adathozzáférés Beszédátvitel minősége Downlink: max. 384 kbit/s, uplink: max. 64 kbit/s A vezetékes telefonszolgáltatással ekvivalens
A 3G-rendszerek határai Csomagkapcsolt átvitelnél a sebesség 2 Mbit/s-ig, de A valódi idejű szolgáltatások továbbra is csak max. 384 kbit/s sebességgel, mert csak az áramkörkapcsolt üzemmódban van QoS és mobilitás Ezért bár a készülékek már alkalmasak többféle szolgáltatásra, handover nincs, mert nincs átmenet a vonalkapcsolt UMTS-ből pl. a csomagkapcsolt WLANba A teljes hálózatban IP felett kellene mennie minden forgalomnak A 2 Mbit/s egyébként is kevés lehet a multimédia alkalmazásokhoz
Elvárások az újabb generációval szemben (4G vagy B3G) Interaktív multimédia szolgáltatások támogatása (telekonferencia, wireless Internet, etc.) Nagyobb adatsebességek Globális mobilitás Globális szolgáltatás-hordozhatóság always best connected Bővíthetőség (Scalability) nagyságrenddel nagyobb hálózatméretek a mindenütt jelenlevőség (ubiquity) érdekében (az egy mobil egy felhasználó elv helyett egy mobil egy végpont, nagyszámú nem-humán végpont) Alacsony költségek
Milyen új technikák teszik lehetővé az elvárások teljesítését? A 4G nem lesz egy egységes technológia/rendszertechnika, mint a 2G v. a 3G, hanem több különböző technika bevezetése Tisztán csomagkapcsolás All-IP, IPv6, QoS, mobil IPv6 Nagy átviteli képesség mobilitás mellett is (100 Mbit/s-ig): OFDM alkalmazása Szigorú hálózati biztonság Szoftver-rádió
Szoftver-rádió Software-defined radio (SDR) Jelenleg: minden egyes kommunikációs technológiához külön-külön specifikus hardver, pl. Bluetooth PAN-ok közötti és PAN-okon belüli kommunikációra WLAN irodai és otthoni használatra GSM, 3G (WCDMA) mobil távközlési hálózatokban Szoftver-rádió: egyetlen hardver, a működés szoftverrel újradefiniálható Jelentősége: a 4G-ben sincs esély globálisan egységes rendszerre, ezen belül egységes rádiós interfészre vertikális handover igénye a WPAN-WLAN-WMANtechnikákkal
Mobil rádió rendszertechnikája, lehetőségek az SDR-re Rádiófrekvenciás rész Középfrekvenciás rész Alapsávi rész Rx ADC DDC Rx RF modul Alapsávi feldolgozás Tx DAC DUC Tx
4G mobil architektúra (IEEE COMMAG Oct 2003)
A szolgáltatások evolóciója a 3G-től a 4G-re (IEEE COMMAG Oct 2003)