BME Gazdaság- és Társadalomtudományi Kar Műszaki menedzser alapszak (BSc) A MOBIL TECHNOLÓGIÁK FEJLŐDÉSE A technológiák lényeges tulajdonságai, paraméterei INFOKOMMUNIKÁCIÓS RENDSZEREK MENEDZSMENTJE Szélessávú kommunikáció (Hozzáférési technológiák IP hálózatokban) Dr. Babarczi Péter - Dr. Abos Imre BME Távközlési és Médiainformatikai Tanszék Budapest, 2014. Max. letöltési sebesség bit/s Max. feltöltési sebesség bit/s Késleltetés (round trip time) UMTS (3G) HSDPA/ HSUPA HSPA+ (3.9G) Advanced (4G) 384 k 14,4 M 28 M 100 M 1 G 128 k 5,7 M 11 M 50 M 500 M 150 ms 100 ms 50 ms (max) ~10 ms < 5 ms 3GPP Release Rel 99/4 Rel 5/6 Rel 7 Rel 8 Rel 10 A (tervezett) bevezetés éve 2003/4 2005/6 HSDPA 2007/8 HSUPA Hozzáférési mód CDMA CDMA CDMA 2008/9 2009/10 2012/13 OFDMA/ SC-FDMA OFDMA/ SC-FDMA IKRM 2 1 Gbps 100 Mbps Sávszélesség MOBIL ADATKOMMUNIKÁCIÓ GSM - Global System for Mobile communication GPRS - General Packet Radio Services EDGE - Enhanced Data (rate for the) GSM Evolution UMTS - Universal Mobile Telecommunications System HSPA+ - High Speed Packet Access Plus - Long Term Evolution Advanced - 4G Advanced 1 Gbps 100 Mbps A szolgáltatások egyre inkább mobillá válnak. 50 Mbps 2 Mbps 384 kbps 56 kbps GSM 14,4 kbps 14,4 kbps GPRS 114 kbps EDGE 384 kbps IKRM 3 UMTS 2 Mbps HSPA+ 28 Mbps 2G 2,5G 3G 3,5G 3,9G 4G Technológia IKRM 4 MOBIL/VEZETÉKNÉLKÜLI JÖVŐKÉP Az Internet fontos része lesz az Internet of Things. Környezetünk tele lesz IP által elérhető eszközökkel, érzékelőkkel, beavatkozó szervekkel. 2020-ra kb. 50 milliárd kapcsolat lesz a hálózaton. Alapszolgáltatások A mobil hálózatok alapszolgáltatása a beszéd és az sms, a rövid üzenet szolgáltatás (short message service). További szolgáltatás az mms, a multimédiás üzenet szolgáltatás (multimedia message service). Mobil Internet Szélessávú hozzáférés e-mail-ek fogadása és küldése Web-használat Mobil fizetés Szolgáltatások igénybevétele, pl. mobil parkolás, autópálya matrica megvásárlása. Emeltdíjas hívószámok segítségével adományok eljuttatása árvíz- és viharkárosultaknak. Internetes fizetések jóváhagyása céljából a bank SMS-ben kódot küld a felhasználóknak. IKRM 5 IKRM 6
Vállalati megoldások Flottakedvezmények, havi adott összegű költség fejében egymás között ingyen beszélgethetnek. Mobil iroda : egy vállalat vagy intézmény munkatársai mobil Interneten keresztül bárhonnan hozzáférhessenek a cég központi szerverén tárolt információkhoz, adatbázisokhoz. Hely-alapú szolgáltatások Egyre több mobil eszközbe, PDA-ba, mobil telefonokba épül be GPS a navigációs szolgáltatásokhoz A mobil hálózatok is adott de csak több 10 vagy 100 m-es pontossággal meg tudják határozni a mobil készülék helyét A hely, a település, városrész neve alapján tájékoztatást kaphatunk az adott hely történetéről, nevezetességeiről. Megtudhatjuk, hol van legközelebb benzinkút, orvosi rendelő, étterem, szálláshely. Oktatás Kérhetünk mobil Interneten keresztüli nyelvi segítséget, pl. szótárakat mobil hálózati kapcsolat alapján. A távoktatási anyagok laptopon használhatók hatékonyan. A mobilitás biztosítja azt, hogy bárhol, bármikor foglalkozzon a tanuló a mobil Interneten keresztül elérhető tananyaggal. Egészségügy Az egészségügyi alkalmazásoknál igen fontos kritérium a betegek személyes információinak, kifejezetten az egészségügyi információknak a szigorú védelme. Az Interneten, védett átvitel alkalmazásával, az adatok átkerülhetnek az egészségügyi intézményekhez, amelyek éppen a beteg kivizsgálásával, kezelésével foglalkoznak Számos beteg, ill. idős ember esetében rendszeres pulzus, vérnyomás, ill. cukorszint stb. mérési adatok automatikusan elküldésre kerülhetnek az illetékes orvoshoz. IKRM 7 IKRM 8 Infokommunikációs hálózatok Üzleti felh. Video PSTN Internet TOPOLÓGIÁK Hozzáférési Metro/Nagyvárosi Gerinchálózat Metro Gerinchálózat High Speed Backbone Szolgáltatók Mobil hozzáférés Csillag vagy gyűrű Gyűrű topológia Korábban: virtuális gyűrű Ma: szövevényes (mesh) IKRM 9 IKRM 10 A HOZZÁFÉRÉSI TECHNOLÓGIÁK FEJLŐDÉSE ASZIMMETRIKUS DIGITÁLIS ELŐFIZETŐI VONAL Asymmetric Digital Subscriber Line - ADSL Az xdsl technológiák hasznosítják a rézvezeték rejtett, kihasználatlan spektrum-kapacitását A szélessávú szolgáltatások szinte hihetetlen fejlődését indították el ADSL OECD: 1,5-2 Mbps-tól ITU-T 256 kbps alatt keskenysáv 256 kbps-tól szélessáv IKRM 11 IKRM 12
ADSL HÁLÓZATOK FELÉPÍTÉSE Beszéd kodekek elkerülése DSLAM - Digital Subscriber Line Access Multiplexer A/D átalakítás, nyalábolás BRAS - Broadband Remote Access Server Speciális router A DIGITÁLIS ELŐFIZETŐI VONAL TÍPUSAI Downstream Letöltés Upstream Feltöltés Reach Hatótávolság PSTN/ ISDN ADSL 8 Mbit/s 1 Mbit/s 5 km Yes SHDSL 2.3 Mbit/s 2.3 Mbit/s 5 km Yes ADSL2 ADSL2+ 8-12 Mbit/s 16-24 Mbit/s 1 Mbit/s (+256 kbit/s) 1 Mbit/s (+256 kbit/s) 5 km Yes/No 5 km Yes/No VDSL 52 Mbit/s 16 Mbit/s 1.2 km Yes VDSL2 26 Mbit/s 8 Mbit/s 1.2 km Yes Az ADSL2 és ADSL2+ az ADSL továbbfejlesztett változata PSTN/ISDN nélkül az ADSL2 és ADSL2+ feltöltési sebessége megnő 256 kbit/smal Minden jog fenntartva. Az itt található anyagokat a THSZ tárgy jelenlegi és korábbi hallgatói letölthetik és tanulásra IKRM 13 felhasználhatják. Minden más felhasználáshoz a szerzők engedélye szükséges. Nemeth.Krisztian(kukac)tmit.bme.hu IKRM 14 DSL HATÓTÁVOLSÁG A DSL technológiák sávszélessége a távolság függvényében OPTIKAI HOZZÁFÉRÉSI LEHETŐSÉGEK Fiber To The (FTTx) Home (Otthon) Building (Épület) Curb (Akna) Cabinet (Szekrény) OLT - Optical Line Termination (optikai vonalvégződés) ONU - Optical Network Unit (optikai hálózati végződés) IKRM 15 IKRM 16 AKTÍV OPTIKAI HÁLÓZAT PASSZÍV OPTIKAI HÁLÓZATOK (PON) Az aktív optikai elosztó hálózatok aktív, távtáplált eszközt tartalmaznak az OLT és az ONT között. Az aktív eszköz csak annak a felhasználónak továbbítja a tartalmat, aki a címzett. Szimmetrikus, mindkét irányban 100 Mbit/s sebesség IKRM 17 PON Passive Optical Network (passzív optikai hálózat) Nincsenek aktív eszközök (erősítők, processzorok, memóriák, egyéb készülékek) Az optikai berendezésekre csak a forgalom osztása végett van szükség IKRM 18
PASSZÍV OPTIKAI HÁLÓZATOK (PON) GPON (Gigabit PON) A GPON lehetővé teszi a szolgáltatások (pl. adat, hang) megkülönböztetését. A GPON támogatja az Ethernet és ATM alapú átvitelt. A letöltési sebesség max. 2,5 Gbit/s, a feltöltési sebesség max. 1,25 Gbit/s, amely szétoszlik max. 64 végpont között. NG-GPON: Az össz letöltési sebesség max. 10 Gbit/s, a feltöltési sebesség max. 2,5 Gbit/s, szétosztás legalább 128 végpont között. GPON (Gigabit PON) MEGVALÓSÍTÁSA IKRM 19 IKRM 20 FIX VEZETÉKNÉLKÜLI HOZZÁFÉRÉS WiMAX (IEEE 802.16a szabvány) Frekvencia: 2-11 GHz (pl. 3,5, 5,4, 5,8 GHz), max. sebesség 70 Mbit/s, hatótávolság: 32-56 km Alkalmas mikrohullámú gerinchálózat kiépítésére Lehetővé teszi városrészek, települések szélessávú ellátását Kombinálható a Wi-Fi-vel (épületig WiMAX, épületben Wi-Fi) 2005: Fix szélessávú vezetéknélküli elérés WiMAX külső antennával WiMAX beltéri egységgel IKRM 21 IKRM 22 2006: Hordozható vezetéknélküli elérés 2007-2008: Mobil szélessávú vezetéknélküli hál. IKRM 23 IKRM 24
WLAN - VEZETÉKNÉLKÜLI HELYI HÁLÓZAT Wi-Fi (Wireless Fidelity, IEEE 802.11b szabvány) Frekvencia: 2,4 GHz, max. sebesség 11 Mbit/s, hatótávolság kb. 100 m ISM sáv engedélymentes: industrial, scientific, and medical Hot-spot -ok - szállodák, éttermek, konferenciatermek, repülőtér Laptopok, PDA-k kapcsolódása az Internethez (beltéri megoldás) Wi-Fi+ továbbfejlesztés (IEEE 802.11n szabvány) Max. felhasználói sebesség 54 Mbit/s, összsebesség 600 Mbit/s HDTV, beszéd és adatkommunikáció egyidejűleg lehetséges Együttműködés a korábbi eszközökkel Linksys Wi-Fi router és Air Live vezetéknélküli hozzáférési pont Pályamagasság elvileg bármi, de Légkörön kívül Van Allen sugárzási övek LEO - Low Earth Orbit, alacsony magasságú pálya 400-1,500 km Hubble, ISS MEO - Medium Earth Orbit, közepes magasságú pálya 5000-12,000 km GPS műholdak GEO - Geostationary Earth Orbit, geostacionárius pálya 35,785 km a műhold szögsebessége egyezik a Föld forgási sebességével mindig az egyenlítő ugyanazon pontja felett látszik Távközlési célok, műsor sugárzás IKRM 25 IKRM 26 Geostacionárius Föld körüli pálya (GEO) Három, az egyenlítő felett elhelyezkedő műholddal elvileg a teljes Föld lefedhető Ez a legáltalánosabban elterjedt megoldás Műholdas földi állomás IKRM 27 IKRM 28