Távközlő Hálózatok (TH)

1 Távközlő Hálózatok (TH) BME VIK Műszaki informatika szak 2003. tavasz Órai jegyzet Jegyzetelte: Varga Edina, Dóbé Péter Előadták: Dr. Henk Tamás (1-6. fejezet) Dr. Cinkler Tibor (7. fejezet) Dr. Csopaki Gyula és Dr. Ziegler Gábor (8. fejezet) BME TTT

1. rész. Jegyzetelte: Varga Edina 2

3 BEVEZETÉS...5 BEMUTATKOZÁS...5 TH OKTATÁSI ANYAGOK...5 KÖVETELMÉNYEK...6 TH CÉLKITŰZÉSEI...6 1. INFORMÁCIÓKÖZLŐ HÁLÓZATOK FEJLŐDÉSE...8 BEVEZETÉS...8 1.1. ALAPTECHNOLÓGIÁK FEJLŐDÉSE...9 Ma a világ távközlési trendjei...10 Ma Nyugat-Európa...11 Fejlődési görbe, életgörbe...11 Logisztikai görbe...11 Fejlődés & recesszió...14 1.3. INFORMÁCIÓKÖZLŐ HÁLÓZATOK FEJLŐDÉSE MAGYARORSZÁGON...15 1.3.1. - 1938...16 Szolgáltatás...16 Ipar...16 Kutatás, fejlesztés...16 1.3.2. 1945 1990...16 Szolgáltatás...16 Ipar...16 Kutatás, fejlesztés...17 1. 3.3. 1990...17 Ipar...17 Szolgáltatás...17 Kutatás, fejlesztés...20 2. TECHNOLÓGIAI ÁTTEKINTÉS...21 BEVEZETÉS...21 TH...21 Bevezetés...21 2.1. KESKENYSÁVÚ TH...22 Távíró hálózat...22 Távbeszélő hálózat...22 Morse távírója...23 Távíró hálózat...26 Távgépíró...26 PDH...26 Adathálózatok...30 Másodlagos adatátvitel...31 ISDN...31 MOZGÓ KESKENYSÁVÚ TÁVKÖZLŐ HÁLÓZATOK...32 Mozgó hálózatok (keskenysávú)...34 FöldFelszíni (FF) keskenysávú, mozgó TH...34 GPRS...34 MűHoldas (MH) keskenysávú, mozgó TH...35 SZÉLESSÁVÚ TH...35 PDH topológia: kettős csillag+gyűrű struktúra...42 SDH topológia: öngyógyító gyűrű struktúra...43 OPTIKAI HÁLÓZAT...44 ATM hálózatok...45 B-ISDN hálózatok...49 IP ALAPÚ HÁLÓZATOK...49 DTM...51 ADSL...51 ÖSSZEFOGLALÁS...53 TH architektúra...54 2.2. SZH TECHNOLÓGIÁK...54

4 SzH:...55 SzH architektúra...55 KLASSZIKUS IP ALAPÚ SZÁMÍTÓGÉP HÁLÓZATOK...55 FDDI...56 FDDI II...56 QOS IP ALAPÚ SZÁMÍTÓGÉP HÁLÓZATOK...57 QOS IP ALAPÚ HÁLÓZATOK...58 MPLS...58 dinamikus útvonal kezelés:...58 DiffServ, DS...58 VOICE OVER IP, VOIP...59 MOBIL, MOZGÓ IP HÁLÓZAT...60 UMTS...60 WLAN-OK...61 Műholdas mozgó IP SzH...64 3. HÁLÓZATOK FELÉPÍTÉSÉNEK ELVEI...65 3.1. HÁLÓZATOK ÖSSZEKAPCSOLÁSAI...65 3.2. HÁLÓZATOK ELEMEI (CSOMÓPONTOK, ÚTSZAKASZOK FINOMABBAN :)...67 Csomópontok funkciói vagy feladatai:...69 Hálózati réteg funkciói:...69 3.3. HÁLÓZATOK OSZTÁLYOZÁSA...70 4. JELÁTVITELI ÉS FORGALMI KÖVETELMÉNYEK...76 ALAPKÉRDÉSEK:...76 JELFORRÁS JELLEMZŐK:...76 Analóg beszédátvitel forgalmi jellemzése...84 Digitalizált beszéd...87 Beszédkódolók fajtái:...88

5 2003. 02. 10. 1. előadás Bemutatkozás Bevezetés Tárgyfelelős, előadó: Dr. Henk Tamás, doc., TTT, I-E348, tel: 463-4188, (henk@ttt.bme.hu) Társelőadók: Dr. Cinkler Tibor, adj., TTT, I-E319 B, tel: 463-1861, cinkler@ttt.bme.hu Dr. Csopaki Gyula, doc., TTT Tárgy admin, szervezés: Bock Györgyi, asszisztens, TTT, I-E352 (TTT postarekesz), tel: 463-2085, bock@ttt.bme.hu TTT: Távközlési és Telematikai Tanszék, http://www.ttt.bme.hu Telematika: telekommunikáció + informatika Eddig: Most: Jövő: - Mérés laboratórium - Távközlő hálózatok - Beszédinformációs rendszerek - Információs rendszerek fejlesztése - Számítógép laboratórium 6. - 2 szakirány, frissítés alatt - választható kibocsátó tanszék, kb. 100 diploma/év (villamosmérnök + informatikus) intenzív ipari, nemzetközi kapcsolatok doktorandusz képzés kutatás, fejlesztés Elhelyezkedés: I- B II. emelet, tanszéki központi admin I- E III. emelet, Duna felöli fél, TH admin I -L I. emelet Stoczek II. emelet TH oktatási anyagok letölthető jegyzet, 2003-ban 50%-ban kész http://leda.ttt.bme.hu/~cinkler/tavkhal o adatlap, követelmények o hallgatói előadás jegyzetek, elmúlt 2 év, több változatban online könyv (Dr. Henk Tamás, Dr. Cinkler Tibor szerzők) Lajtha György főszeresztő: Távközlő Hálózatok és Informatikai Szolgáltatások, Telecommunication Networks and Information Services Hírközlési és Informatikai Tudományos Egyesület, HTE, 2002 http://www.hte.hu/onlinekonyv.html http://www.hte.hu/onlinebook.html

6 Géher Károly főszerk.: Híradástechnika /Műszaki könyvkiadó, Bp, 2002/ Tanenbaum: Számítógáphálózatok Hosszú Gábor: Internetes médiakommunikáció, LSI oktatóközpont, 2001 Követelmények 1 nagyzárthelyi, 8. hét: kérdésekre válasz, lényeg kiemelés 1 pótzárthelyi, 10. hét pótlás: vizsgaidőszak első 3 hetében, vizsgákon aláírás feltétele: minimum 2-es eredmény vizsgák: írásbeli, 6 kérdés kidolgozása, szóbeli kivételesen zh, pótzh eredménye a vizsgajegybe nem számít általában - kivétel: 5* : megajánlott 5 (általában) - határeset Pontozás: 35-2 45-3 55-4 65-5 75-5* TH célkitűzései SZH: számítógépeket köt össze TH: távíró hálózat, távbeszélő hálózat } Infokommunikációs hálózatok Információ közlő hálózatok Alaptárgy < Infokommunikációs szakmacsoport, 4 szakirány (2 HIT, 2 TTT) Többi szakirány: általános ismeret Kapcsolódó laborképzés alapképzés: - mérés labor infokommunikációs szakirány: - szakirány labor, 3 félév, programozott mérés - önálló labor, 3 félév, témák Tárgy jellege leíró jellegű okszerű összefüggések, szemlélet kialakítása. Lexika ipar, szolgáltatás, gazdaságosság, kutatás, fejlesztés, jogi szabályozás sok új fogalom, 2 vagy 4 nyelven, TH: magyar, angol; SZH: magyar, angol, angolos 60% diszciplína, 40% technológiai ismeretek

7 Hasonlat: (Simonyi Károly: A fizika kultúrtörténete, Fizikai törvenyek tárgyalásmódja) kísérleti fizika, indukció Fizikai törvények elméleti fizika, dedukció Fizikai valóság hasonlat: fizikai törvények tárgyalásmódja pl. Kíséreleti fizika Elméleti fizika Villamosságtan Elméleti villamosságtan Elektronfizika Információközlő hálózatok technológia orientált tárgyalás Hálózatok felépítésének elve diszciplináris tárgyalás Hálózati technológia diszciplína és technológiai ismeretek Számítógéphálózatok: inkább diszciplináris (OSI) Kapcsolodó tárgyak: Számítógéphálózatok Információelmélet Tömegkiszolgálás Beszéd információs rendszerek Operációs rendszerek Formális nyelvek Fizika Digitális technika TH fejezetei: Bevezetés 1. Információközlő hálózatok fejlesztése 2. Technológiai áttekintés 3. Hálózatok felépítésének elvei 4. Jelátviteli követelmények 5. Fizikai átvitel 6. Átviteli és kapcsolási réteg 7. TH technológiai esettanulmányok 8. Távközlési szofverek

8 2003. 02. 11. 2. előadás 1. Információközlő hálózatok fejlődése Bevezetés 1.1. Alaptechnológiák fejlődése 1.2. Hálózatok fejlődése világszerte 1.3. Hálózatok fejlődése Magyarországon Bevezetés SzH (computer network) TH (telecommunication network) } információközlő hálózat infocommunication network USA: IT technology Egyszerű hálózati modell végberendezés (terminal equipment; terminal) csomópont (node) távbeszélő TH távbeszélő készülék telephone equipment kapcsoló központ röviden: kapcsoló telephone switching exchange röviden: switch SZH számítógép computer útválasztó router Kapcsolónál is van útválasztó funkció, de az elnevezés nem hangsúlyozza. : intelligens : nem intelligens távbeszélő készülék: számítógép: kapcsoló: útválasztó: (kapcsoló intelligensebb)

9 1.1. Alaptechnológiák fejlődése - elektromechanikus technológia jelfogó (relay): Boole-algebra + memória sorrendi hálózat jelfogó logika: 1900 ban 1. automata távbeszélő központ, kb. 10 5 jelfogó, távbeszélő készülékekbe is rakhattak volna, de drága lett volna Ha valamit meg lehet csinálni TH-ban SZH-ban is (2 szimmetrikus világ) 50-es évek, jelfogós szg-ek, Kozma professzor: a számítástechnikában úttörő szerepet betöltött munkásságáért IEEE díjat adományozott neki. - elektroncső: II. világháború, USA, szg-ek élettartama kicsi, komolytalan volt - tranzisztor Az elektroncső és tranzisztor nem volt megbízható! - mikroprocesszor sokáig nem volt elég megbízható, ezért meleg tartalékot alkalmaztak vonalméret ~ 120nm, labor ~70nm minimum méret: pár molekula réteg mikrotechnológia fejlődése exponenciális, 1-2 éven belül befejeződik új út: nanotechnológia molekula belső működését veszi figyelembe Schrödinger-egyenlet egyetemi laborokban működik ipari szinten kb. 2010-re várható Hosszú távú, nagy kapacitású memória: - morse papír tekercs - lyukszalag, lyukkártya Átviteli utak - légvezeték ~ 10 bit/sec - sodort érpár/érnégyes - koax vezeték ----------------------------- igazi áttörés az elmúlt 30-40 évben - optikai vezető anyag tisztasága fontos, utólag szennyezik, ugyanaz a technológia, mint a tranzisztornál végberendezés: ~ 1 Tbit/sec ipari } nagy távolság, ~ 50 Tbit/sec labor kb 100km elvi határ ~ 200 Tbit/sec vezeték korlátja

10 1.2. Hálózatok fejlődése világszerte (kezdet és vég) Samuel Morse, 1837, kézi távíró elkészítése, Morse-abc Davis Hughes, 1854, távgépíró Graham Bell, 1876, távbeszélő (Edison tökéletesítette) Edison, Puskás Tivadar, 1878, kézi kapcsolású kapcsolási központ Almon Srowger, 1889, automata kapcsoló Mind amerikai szabadalmak. Európa az 1930-as, 40-es években zárkózott fel. Bell: AT & T gyártás, szolgáltatás (belföldi + nemzetközi) monopóliumot megszüntették: ITT, Európa, Dél-Amerika gyártás Európában felfutottak: Ericsson, Siemens A II. világháború Európában a műszaki és tudományos területetek fejlődését megakadályozta, ismét cask amerikai eredmények születtek: tranzisztor, tárolt programú vezérlés, PDH, SDH 1980-ig állt fenn USA óriási előnye, ami ma is érzékelhető, de európai találmányok is születtek azóta: ATM, ISDN, mobiltávközlés Ma a világ távközlési trendjei European Information Technology Observatory, 2002 http://www.eito.com 1600 1400 Millió darab 1200 1000 800 600 400 Telefon fővonal Mozgótelefon ISDN vonal KábelTV előfizető Internet felhasználó 200 0 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 A világ távközlési trendjei ma a Föld lakosságának 20%-a használ telefont, 50%-a soha nem látott ISDN: Integrated Services Digital Network, Integrált Szolgáltatású Digitalis Hálózat tanulság: a rövid idő alatt felfutott mobil készülékek száma kezdi meghaladni a vonalas telefonok számát

11 Ma Nyugat-Európa 450 400 Millió darab 350 300 250 200 150 100 50 0 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 Nyugat-Európa távközlési trendjei Telefon fővonal Mozgótelefon ISDN vonal KábelTV előfizető Internet felhasználó GPRS felhasználó WLAN felhasználó 1980-as évek közepe táján megszüntették USA-ban az AT&T monopóliumát, 7 részre darabolták, ezeket hívjuk Bell Baby-knek. Minden gyártást elvettek az AT&T-től. Fejlődési görbe, életgörbe mérőszám telítéses szakasz exponenciális szakasz visszaesés tipikus fejlődési görbe (rajzolt) idő Logisztikai görbe 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0 5 10 15 20 exponenciális, telítéses logisztikai görbe (k=415; m=600; α=0,75)

12 dl(t)/d(t) = α /k * L(t)*[k L(t)] a meredekség arányos a mérőszámmal k: maximális populáció α: meredekség Mo.: L(t) = k/(1 + m*e - αt ) L(0) = k/(1 + m) kezdeti feltételből lehet meghatározni pl: európai mozgó távközlés: t = 0, 1991 ~ GSM akkor született k = 415*10 6, m = 600, L(0) = 0,7, α =0,75 Ny-Eu. mozgótelefon ellátottsága Logisztikai görbe Millió darab 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 Az eredeti és a példa illesztése

13 2003. 02. 17. 3. előadás Megnéztük - az alaptechnológiákat - nemzetközi szinten hogyan fejlődött a TH-ok és a SZH-ok egyes megvalósítása. Láttuk azt, hogy a szolgáltatásoknak, termékeknek életgörbjük van és ezek a fejlődések ezen életgörbe szerint elosztódnak. A mostani órán még egy olyan másfajta statisztikát is megnézünk, ami a mostani helyzetet tükrözi, tehát a mostani az azt jelenti, hogy 2001, és a távbeszélő vonalak száma, mégpedig a nemzetközi össsztermék szerint, a GDP létezik, egy főre eső minőségét és ezt dollárban írjuk, s azt nézzük meg, hogy 1000 főre hány db vonal található, ezt a számot hívhatjuk elterjedtségnek, idegen szóval penetrációnak (penetration). 1000 főre eső fővonalak száma 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 0 10000 20000 30000 40000 GDP/fő (USD) Argentína Brazília Dánia Norvégia Nagy Britannia Finnország Japán Franciaország Kína Magyarország Németország Világ Olaszország Oroszország Románia Spanyolország Svédország USA regressziós egyenes: - lineáris - origón átmegy A telefonvonalak száma különböző országokban a GDP függvényében (2001) Pl. A világátlag a görbe alatt helyezkedik el. Magyarország a görbe fölött, USA 750, Svédország 700 fölött, Argentína 200 fölött Argentínának magasabb a GDP érétke, mint Magyarországnak. Kína ~ 150 Vannak olyan országok amelyek a regressziós egyenes felett helyezkednek el: Dánia, Norvégia, Nagy-Britannia, Kína, Magyarország, Németország, Oroszország, Románia, Spanyolország, Svédország és vannak olyan országok, amelyek a regressziós egyenes alatt helyezkednek el: Világ, Argentína, Brazília, Finnország, Japán, Franciaország, Olaszország, USA

14 Lényegében azt figyelhetjük meg, hogy ha egy országban nagyobb a termelésnek a mértéke, akkor a TH is jobban elterjedt. Magyarország ebből a szempontból egy kedvező helyen van, tehát ma(2001) Magyarországon annyi távbeszélő vonalat telepítettek, amennyi gazdaságosan kifizetődő. A fejlődést 2 tényező szabályozza: alaptechnológiák hogyan fejlődnek fizetőképes kereslet hogyan fejlődik A fizetőképes keresletet kétféleképpen is elemeztük: - hogy fut fel 1 új szolgáltatás, pl: mozgó távközlés - egy olyan szolgáltatás, ami már jól bevált hosszú évek alatt, milyen struktúrat vesz föl a fizetőképes kereslet függvényében Fejlődés & recesszió A fejlődést tekintve még egy dologról meg kell emlékezni, ez pedig a fejlődés és a regresszió. Minden gazdasági jelenségnek része, hogy időnként jól fejlődik a gazdaság, időnként pedig recesszió mutatkozik. kb 2000 óta a világon a fejlődés lelassult, de hogyha külön megnézzük az informatikát, és külön a távközlést, akkor ennél egy picit többet is lehet mondani. 2 alapvető körülmény határozza azt meg, hogy az IH-ok területén elkezdődött a recesszió 2000-ben, függetlenül a világnak a recessziójától, tehát más ipari ágazati : tőzsde hatása, elsősorban USA-ban zajlott le (+ 2001. 09. 11. szintén a gazdaságot fékezte) tőkekivonás hatása, elsősorban Európában zajlott le Ez a két jelenség 2000 vége felé egyidőben keletkezett, nagyon karakterisztikusan jelentkezett. USA-ban az emberek abból élnek, hogy hitelt vesznek fel. Nem úgy működik az amerikai gazdaság, hogy az emberek a spórolt pénzükből megvesznek valamit. Hitelbe megkapnak valamit, és utána majd törlesztik. Cégeknek az értékét jelentős mértékben az határozza meg, hogy a tőzsdén hogy áll. 1990-es évek legvégén, 2000 körül 2 hatás: a tőzsde túlfutott - mozgó távközlés /távközlés/ kb. 10 év alatt utolérte a vezetékes távközlés szintjét, ez olyan viharos fejlődés volt, hogy ezalatt érdemes volt beruházni. Amikor gyorsan fejlődik egy ilyen hálózat, akkor rengeteg berendezést kell gyártani, tehát amikor felfutóban van a hálózat építése, akkor az ipar és a szolgáltatás is egyszerre húzza az ágazatot. A távközlő cégek árfolyama emiatt jobban ment felfelé, mint amennyire a fejlődés indokolta volna, azért mert annyira reménykedtek a befektetők. -.COM companies /informatika/ abban reménykedtek a kis cégek Amerikában, hogy

15 az internetes szolgáltatások révén nagyon gyorsan meg fognak tudni gazdagodni, rengeteg ilyen cég létesült és megjelent a tőzsdén) Nagyjából egyidőben (2000) lassulni kezdett a mozgó távközlés fejlődése és a.com luftballon is kipukkadt kicsit megfékezte mind a távközlést, mind az informatikát. Tőkekivonás UMTS Universal Mobile Telecommunication System, - Egyetemes Mozgó Távközlő Rendszer - olyan mozgó rendszer, amely a hozzáférést 100kbit/s 2Mbit/s sebességtartományban ígéri, függően attól, hogy a mozgó objektumnak, mi a sebessége - ha kisebb a sebesség, akkor nagyobb adathozzáférési sebességet biztosít - nem is távközlő, hanem SZH-i rendszer - alapvetően IP hozzáférést biztosít, 2 féle megoldásban: 1. gerinchálózat ATM, hozzáférés IP /már telepítik/ 2. all IP, teljesen IP megoldás /szabványosítása folyik/ Az volt az országoknak a politikája, hogy árverezéssel lehett a koncessziós díjat elnyerni. Koncesszió: az állam úgy tekinti, hogy a szolgáltatásnak a joga eredetileg az övé, de egy vagy néhány társaságnak ezt a jogot eladja, esetleg korlátos időre, meghatározza azt, hogy hány társaságnak, mennyi időre adja ki. } UK 38,2 milliárd ezt a pénzt korán vonták ki a TH-ból Olaszország 12,5 milliárd az UMTS még nem érett meg erre Németország 49,7 milliárd Cégek, akik elnyerték bankok hitelt nem adtak cégek leültek szolgáltatás, ipar leült ma reménykedünk, hogy ebből kijövünk UMTS-szerű szolgáltatás (1. Japán) kb. 20 országban valamilyen bevezetési formában GSM-nek köszönhetően Európának 5-10 éves előnyét a politikusok leültették. Távközlési cégeknél jelentős leépítések mentek végbe. Magyarországot szinte nem érintette, sok embert alkalmaztak, GSM exponenciálisan nőtt, jött a recesszió, Mo-n teljesítményt megkapták + nem került sokba. USAban és Nyugat-Európában azonban komplett egységeket zártak be. kb a munkaerő 50%-át el kellett küldeni. 1.3. Információközlő Hálózatok fejlődése Magyarországon 1938 1945 1990 1990 } szolgáltatás ipar helyzete kutatás, fejlesztés

16 1.3.1. - 1938 Szolgáltatás - ipar összehasonlítása - szolgáltatás (szint fenntartásához mennyi berendezést kell vásárolni) - ipar előállít (import, export) értéke Szabadalom 1. megvalósítás a világban 1. megvalósítás Magyarországon Morse 1837 1844 1846 (Reformkor vége) Bell 1876 1877 1881 Edison, Puskás 1877 1878 ( Kiegyezés után) 2-3 évvel az amerikai megvalósítás után Magyarországon is elkezdték a szolgáltatás területén élenjáró ország volt. Hamarabb volt Budapesten távbeszélő hálózat, mint Bécsben. Csak Magyarországon jött létre a vezetékes rádió, 1893-tól, kábeltelevízió őse, de csak hang Telefonhírmondó Az I. világháború ellenére a szolgáltatás arányosan fejlődött. 1938 fejlettség kb. 10% ( Bécs) Ipar - Tungsram: exportra is gyártott Orosz Birodalom - ITT (AT&T volt gyára) Budapesti gyára: Standard: kiemelkedő helyen volt, még az 50-es évek elején is 12 olyan gyár volt a világon, amely képes volt automata telefon központot gyártani - Siemens - Philips Kutatás, fejlesztés - Tungsram:magyar tulajdonú gyár volt - BME: Tungsram finanszírozta - PKI, Posta Kísérleti Intézet 1.3.2. 1945 1990 Szolgáltatás gyakorlatilag nem fejlődött: - mennyiségileg 10% - minőségileg lasssan 10-15 évet kellett várni távbeszélő készülékre, sem Nyugat, sem Kelet nem akarta. Miért? Nyugat: embargó: mindenre kiterjedt: tárolt programvezérlésű digitális központra, optikai kábelre, PCM chipre, de kis mértékben azért előfordultak. Keleten nem tartották fontosnak a távközlést (inkább a nehézipart). Ipar - államosítás: fejlesztési szempontból nem volt előnyös pl: Standard koncepciós per

17 Mo elszakadt a nemzetközi technológiától, 1990-re 10-15 éves lemaradás - jelentős a Videoton, Mech Labor KGST piacra termeltek - Standard BHG+Mi, bővült 1945 ig a magyar szolgáltatás és ipar jó ütemben fejlődött 1945-1990 között a szolgáltatás lemaradt, az ipar volumene bővült, technológia lemaradt. Kutatás, fejlesztés BME Kutató Intézet: - Bay Zoltán - Kozma László Ok: - szovjet modell - politikai ok: fékezte az egyetemeket TKI Távközlési Kutató Intézet - Távközlési Innovációs Rt., http://www.tki.hu MTA kutató intézet - KFKI, Központi Fizikai KutatóIntézet, http://www.kfki.com/hu/csoport/index_tortenet.php - SZTAKI, MTA Számítástechnikai és Automatizálási Kutató Intézet http://www.sztaki.hu/ 1. 3.3. 1990 Bevezetés: nyilvános magán hálózat kapcsolt bérelt hálózat nyilvános hálózat: bárhol, bármikor, bárki számára elérhető, ha megfizeti magán hálózat: intézmények tartják fenn, aki itt dolgozik hozzáfér, térítésmentes Ipar - megszűnik az embargó bejön a modern technológia - megszűnik a KGST magyar technológiát nem lehet eladni - nem férhetünk hozzá bármilyen technológiához, pl USA - távközlő iparban a 150 ezerből 20 ezren maradtak, a szakemberek a szolgáltatás területére mentek át Szolgáltatás Mennyiség, minőség dinamikusan fejlődni kezdett. Mi tette lehetővé? - megszűnt az embargó - szolgáltatási vállalatokat időszakosan monopol koncessziós helyzetbe hozták - dereguláció - távközlési törvény Dereguláció: Magyar Posta ( Magyar Királyi Posta )

18 Távközlés, műsorszórás, postai kézbesítés, szabályozás mind a Magyar Posta kezében volt, deregulációval az egyes szolgáltatásokat szétosztották: MATÁV Antenna Hungária Magyar Posta Rt HIF, Hírközlési Főfelügyelet szabályozás Minisztériumi képviselet Érdekképviseletek A szolgáltatás mennyiségileg 10%-ról 40%-ra fejlődött. 6 év kb 1992-98 privatizáció eredménye: 1 millió felhasználó 4 millió felhasználó: jelentős beruházás elektromechanikus központ tárolt program vezérlésű központ, TPV A MATÁV-on eleinte 50-50%-ban a Deutsche Telecom + Ameritech (Bell Baby) osztozott, majd a DT megvásárolta az Ameritech részvényeit. Magyarország: 15% arany részvény több jog illeti meg Meg volt az ára: magántőke volt meg kell térülni kb 6 év megtérülési idő, közben avul a technológia. MATÁV 1992-2002-ig kapott monopol koncessziót (Különben el sem vállalta volna.) A monopol koncesszió vonatozott: - a kapcsolt nyilvános beszédátvitel - helyi körzetek nagy része - helyközi összeköttetések - nemzetközi összeköttetések nem vonatkozott: - bérelt beszédátvitel - magán beszédátvitel - adatátvitel Koncessziós szerződésben lévő kitételek alapja voltak az ipar fejlődésének. Rendszerváltási tender MATÁV pályázatot írt ki a berendezések szállítására. Feltétel: aki nyertes, Magyaroszágon ipart telepít. 5-en adták be, 2 nyertes: Siemens, Ericsson, pályázott még a Nokia és a Motorola is. ( BHG is pályázott, de nem nyert, emiatt tönkre is ment.) Telepítés, szállítás, marketing, termelő kapacitás Üzlet szellemi kapacitás (élcsapatban meg volt az egyetemeken) kihasználása Magyarországon ismét kiépült egy arányos ipar. Ez az időszak egybeesett a mozgó távözlés felfutásával jelentős nemzetközi ipar HW SW : szoftverházakat hoztak létre új technikák létrehozása + fenntartása Mozgó távközlés: - inkább infotmatikai feladat - hivás információt 5 évig tárolni kell - domino szolgáltatás, Svájcban van egysége - számlázás

19 Korszerű szolgáltatások - SMS üzemeltető rendszer VoIP, beszédátvitel IP felett, Voice over IP /voice = emberi beszédhang/ - 90-es évek 2. felében PANTEL elkezdte bevezetni sérti-e a MATÁV-ot? VoIP teljesítményét mesterségesen lerontani! o Késleltetés: 200msec o Csomagvesztés: 1% (néha serceg) Késleltetés: - nehezíti a párbeszédet, várni kell - visszhang, kegyetlen visszhangcsökkentő rendszer VoIP nemzetközi mozgó távhívásnál maradt versenyképes Pannon GSM: +0 olcsóbb, mint a nemzetközi vezetékes MATÁV is levitte a nemzetközi tarifákat, az előfizetési díjat felemelte. VoIP ingyenes lesz-e vagy olcsóbb??? 1-2 év múlva üzemelni fog. NIIF Nemzeti Információs Infrastruktúra Fejlesztési (NIIF) Program - http://www.niif.hu/ - kb. 1980-tól működik Magyarországon egyetemek + akadémia jó hozzáférés - dinamikusan fejlesztik - IP útválasztók embargó előtt - világ élvonalában van } akadémiai IP hálózat akadémiai hálózat miért ne + kutató hálózat beszélgethetnének VoIP egyetemek? - Kormány közvetlenül finanszírozta CATV (Cabel TV) MATÁV hogy versenyezhet szabadon? Ha monopol koncesszió korlátozások Monopol koncesszió véget ért. Elvileg, gyakorlatban nem. Számhordozhatóság megvalósítása mennyit kell fizetni? Hozzáférés + gerinchálózat elkülönítése 1G 2G NMT Nordic Mobile Telecom System analóg 1991-től kb 450MHz EU-ban 11 féle nem kompatibilis változat létezik GSM Global System for Mobile Communications digitális mozgó távközlés világszerte 140 ország, 470 szolgáltatás 900 MHz, 1800 Mhz

20 Magyarországon 1993-tól oligopol koncesszió szerint működik 3 cég (magán), jó üzlet Kutatás, fejlesztés - ipar összeomlott, KFKI összeszűkült, SZTAKI maradt > emberek BME - nemzetközi vállalatok rájöttel, hogy a magyar szürkeállományra építeni megéri - regionális központok jöttek létre o kompetencia központ: Deutsche Telecom tagja o innovációs központ: T-Systems RIC http://www.t-systems-ric.com/ Regional Innovation Center 2002 közepe, 30-as létszámmal intenzíven fejlesztik o feladatok támogatása - fejlesztő intézet - kutató labor

21 2003. 02. 18. 4. előadás 2. Technológiai áttekintés Bevezetés Miért hoztak létre hálózatokat? Információ típusok átvitelére: o üzenet (SM, e-mail, távírat) o (pár)beszéd o video o adat semmiféle követelmény TCP/IP összeköttetés: minimum sebességet fenn kell tartani, ha lejár az időkorlát, újra fel kell építeni a kapcsolatot erre tervezték Információ típus hálózat szolgáltatás másodlagos felhasználás: másfajta inf. típusra, amire nem tervezték erre tervezték Információ típus integrált hálózat integrált szolgáltatás TH Bevezetés pl. ISDN, GSM Szekunder központ Primer központ Helyi központ Előfizető hálózati síkok gerinchálózat = szekunder kp + primer kp hozzáférői hálózat = helyi kp + előfizetö központközi hálózat, törzshálózat = szekunder kp + primer kp + helyi kp

22 < keskenysávú hálózat TH - szélessávú hálózat 2.1. Keskenysávú TH - rögzített hozzáférési hálózat 2 Mbit/sec - mozgó hozzáférés 64 kbit/sec - törzshálózat 140 Mbit/sec Távíró hálózat o o információ típus: üzenet probléma: 2 helyről, volt 2 jelíró, mindkettőt vették nem tudtak egyszerre küldeni ütközés üzenetszintű kézi tárolás: tárol és továbbít elven üzenetkapcsolás jött létre jelíró áramforrás o kapcsoló tekercs (elektromágnes) Távgépíró Adó: távgépíró berendezés írógépszerű, lyukszalag Vevő: lyukszalag olvasó tároló papírtekercs o Valós áramkör kapcsolás: - mielőtt az üzenetet átviszi, felépít egy áramkört, majd átvitel után lebontja - ide-oda lehetett üzenetet küldeni; 1 adó, 2 vevő - minden felhasználónak külön száma van - ma már nem működik gyorsabb átvitel párbeszéd = párüzenet hívás torlódás léphet fel romlik a hálózat kihasználtsága ALAPELV: javítjuk a minőséget, rontjuk a kihasználtságot: - egyenlő esélyek - kihasználtság - minőség Távbeszélő hálózat o o o o o beszéd átvitel egyetlen szempont: érthető legyen 0,3 khz 3,4 khz, f = 3,1 khz védősáv nyalábolás esetén (multiplexálás) 4 khz beszédsáv: 6-7 khz fül: 15-20 khz kétirányú sokáig analóg módon oldották meg digitális megoldás: hozzáférés analóg törzshálózat digitális beszéd kodek helyi központban }

23 ISDN, GSM: hozzáférés digitális Beszéd kodek: PCM - 4 khz-es sávot mintavételezünk 8 khz 8 bit - 4 khz sávszél 8 khz mintavét 64 kbit/sec (borzasztóan pazarló)? sávszél - 1 kbit/sec > ~ 1 khz 64 kbit/sec 64 khz min. 0,5 khz (elvi határ, nem megvalósítható) - 16x romlott a sávszélesség kihasználás 1967-ben nem álltunk jól vezetékekkel, miért csinálták? Digitális technika előnyei miatt. - ma már sokkal hatékonyabb beszéd kodekek vannak pl: 9,6 kbit/sec GSM kodek - késleltetés nagy kincs gazdálkodni kell Digitális technika előnyei: - gazdaságos gyártás - kicsi a fogyasztás - ma már jó a megbízhatóság - amikor nyaláboljuk a jelet, bizonyos mértékig a kapcsolás és nyalábolás kombinálható (együtt elvégezhető) - Nyalábolási technikák (Törzshálózati átviteli technológia) Elv: - hierarchikus, rangsor szerinti hálózatot csak úgy lehet csinálni, - demoratikus, egyenrangú hogy egyidejűleg alkalmazzuk mindkettőt } pl: sok felhasználót kell bekötni alapértelmezésben egyenrangúan kell kezelni, de nagy tömegeket csak hierarchikusan lehet kezelni (tankör, évfolyam, kar, ) Morse távírója 1 10 5... - - helyi központ 1 10 3... helyi központ multiplexálás nélkül - demokratikus - amíg a multiplexert nem találták ki, annyi vezetéket kellett kihúzni... 1 10 5 1 mpx SDM/ TDM/ FDM/ CDM dempx 1 10 3 10 3 Multiplexálással

24 - FDM: frekvenciaosztás - TFM: időosztás - SDM: térosztás - CDM: kódosztás Változtat-e a valós áramkör kapcsoláson? o marad 4kHz az átvitel szükséglete o hívás: van-e szabad? o hívás engedélyezés o erőforrás lefoglalás o bontás - CAC: Call Admission Controll, hívás engedélyeztetés, beléptetés Rádiószakaszon: továbbra is valós áramkör kapcsolás (erőforrás lefoglalás) Multiplexer hierarchia: 1 10 2 1 10 1 10...... I.... I. elsőrendű (primer) multiplexer 1 10...... II. II.... Szekunder MPX... III. harmadlagos MPX - szabványos nyalábolók: berendezéseket lehet igénybe venni - területen szétoszthatók: gazdaságosságot befolyásolja helyi központ fokozatig, utána azokat gyűjti Gyakorlat FDM hierarchia (analóg) - már a múlté, 1990-ig Mo-n ez volt, ezt gyártották, exportálták - 10.000 * 4 khz = 40 MHz - minden hierarchia szint után újabb védősávok kellettek szűrők ~ 60 MHz - közeg sávszélesség > 1 - kétirányú átvitel: 4 khz sávszélességet aluláteresztő szűrő állítja áramkör sávszélesség igénye MPX-be, szét lehet válogatni a 2 irányt - minden PCM kodek előtt van szűrő TDM hierarchia - sávszélesség - többféle van o PDH (keskenysávú) o SONET/SDH (szélessávú) PDH: Plesiochronous Digital Hierarchy Pleziokron Digitális Hierarchia (pleziokron = majdnem egyidejű) - 1967 Bell lab., AT&T kuató, fejlesztő laborja (szinkron = egyidejű)

25 Európai hierarchia: o amerikai (aszinkron = nem egyidejű) o európai o transzatlanti o Japán EU hierarchia szint 0 E1 E2 E3 E4 E5 Névleges sebesség 0,064 2 8 34 140 565 [Mbit/sec] Beszédcsatorn ák száma Átviteli közeg Amerikai hierarchia: 1 30 4*30 = 120 4*120 = 480 4*480 = 1920 4*1920 = 7680 szimmetrikus kábel ((csavart ér)) Koaxiális kábel koax Földfelszíni és műholdas rádió fénykábel - 1 szakasz hossza kb 50-100 km - szakaszonként regenerátort, jelfrissítőt kell beiktatni - szimmetrikus kábel: kis sebesség - koax: legfontosabb - gerinchálózati sebesség Európában 140 Mbit/sec, mert koaxon ezt lehetett átvinni (amikor kitalálták még nem volt fénykábel) Amerikai hierarchia szint 0 T1 T2 T3 T4 Névleges sebesség [Mbit/sec] 0,064 1,5 6 45 274 Beszédcsatornák száma 1 24 4*24 = 96 7*96 = 672 6*672 = 4032 - T: transmission átvitel - amerikai gerinchálózat ma is 45 Mbit/sec - T4-et akkor csak rádióval tudtá megoldani A-law, μ- law eltérés: - műszaki ok: az európait később dolgozták ki, fejlettebb volt a technológia, jobban ki tudták használni a koaxot - politikai ok: De Gaulle: Európa legyen az európaiaké, elérte, hogy az ITU-CCITT leszavazta az amerikai szabványt - gazdasági ok: ha nem lépte volna meg Európa, akkor az amerikai termékek ellepték volna Európát ipart valamennyire kiegyensúlyozta

26 2003. 02. 24. 5. előadás ismétlés: Technológiából kiindulva jutunk el egyes hálózatfelépítési elvekig. Távíró hálózat A V V A A A: adó V: vevő V A V A V Kétirányú (duplex) adatátvitelt biztosít: a csomópontokban minden vonalhoz tartozik egy adó és egy vevő. Ha ütközés történik (vagyis egy csomópontba két irányból érkezik üzenet, amit ugyanazon a vonalon kell továbbítani), akkor az egyik üzenetet tárolni kell, amíg a másikat átküldi. Ez kézi üzenetkapcsolással történik. A másik probléma, amit meg kell oldani, az útvonalválasztás, vagyis hogy több alternatív útvonal közül melyiket érdemes választani. Távgépíró Fejlettebb módszerrel, áramkörkapcsolással működik: a csomópontok összekapcsolják a vonalakat, így a forrás és a cél között egy áramkör alakul ki. Ezáltal viszont az erőforrás folyamatosan lefoglalva marad.... PDH Pleziokron (majdnem egyidejű), mert a multiplexerek területileg szét vannak osztva, és külön-külön órajelük van. Órajel előállítása: Egy oszcillátor (rezgéskeltő) szinuszos hullámot állít elő. Ezt keresztülvezetik egy komparátoron, így kapható meg a négyszögjel.

27 U ki U ki t U be a komparátor karakterisztikája négyszögjel Ube az oszcillátor szinuszjele t Az oszcillátor lehet: RC (ellenállás és kondenzátor): pontossága 10-2 (ez gyenge, nem használják). LC (tekercs (induktivitás) és kondenzátor): pontossága 10-3 (ez egy picit jobb). Kvarc: pontossága 10-5 (Ezt alkalmazzák gyakorlatban!). Atomi óra: pontossága 10-10 (nagyon pontos, de drága). A kvarcnak van egy olyan tulajdonsága, hogy ha rezeg, változik az elektromos tulajdonsága, és fordítva. A kvarckristályt először csiszolják. Oszcillációja (f 0 ) körülbelül 5 MHz. Hogy pontosabb legyen, öregítik, vagyis hőnek teszik ki több hónapig. A kvarcot működés közben is állandó hőmérsékleten kell tartani, ehhez egy kályházó áramkör szükséges. (Ez a technológia nagyon sokáig embargózva volt Magyarországon.) A tranzisztorok világában a frekvenciát könnyen lehet összeadni, szorozni, osztani, kivonni. A frekvencia szorzása: PLL (Phase Locked Loop, fáziszárt hurok) segítségével történik. Ez valójában egy visszacsatolt hurok (lásd szabályozástechnika), ahol a visszacsatoló elem egy frekvenciaosztó. Ha az 5 MHz-et nyolcszorozni akarjuk (40 MHz-re), akkor az osztó nyolcadol. A VCO (Voltage Controlled Oscillator, feszültségvezérelt oszcillátor) kimenetén a ráadott feszültségtől függő frekvencia jelenik meg. A fázisdetektor a fáziseltéréssel arányos feszültséget ad. VCO 40 MHz U kvarc oszcillátor 5 MHz 5 MHz fázisdetektor frekvenciaosztó

28 A berendezésekben az összes szükséges órajelet egyetlen eszköz, az ún. lokálblokk állítja elő. PCM kodek helye: 1 forgalom koncentrátor 10 3 1 1 30 I. 1 4 II. 1 4 III. 1 4 IV. 10 5 2) 1) 3) 4) szinkronban vannak 1) Először itt volt a kodek, ekkor csak az átvitel volt digitális 2) Később a kapcsoló is digitális lett. Itt a kapcsoló szinkronban van a primer nyalábolóval, ezért gyakran kombinálják, egy berendezésbe rakják őket. Sőt, a primer nyaláboló a kapcsoló elé is kerülhet. 3) Itt a forgalomkoncentrátor is digitális. Ennek viszont ára van: 10 3 helyett 10 5 kodekre van szükség. 4) Kodeket a végberendezésben csak ritkán, speciális esetekben használnak manapság (pl. ISDN készülékek, GSM). PDH-ban egy másik helyen lévő kapcsoló (és a primer nyalábolók) nincs szinkronban az ittenivel, külön órajele van. Ezért a II., III. és IV. rendű nyaláboló bemenetére különböző sebességgel érkezik az információ. Sebesség egyeztetése: 1±ε 4+4ε... 4+8ε 4(1+ε) 4x 1+ε... 1+2ε Ha 1-nek vesszük a bemenő jelek várt frekvenciáját, és ettől max. ε eltérést tűrünk el, a kodek órajelének minimum 1+ε-nak kell lennie, hogy a gyors jelet is fel lehessen dolgozni. Ennek a

29 frekvenciának is lehet egy ε-os tűrése, így az 1+ε...1+2ε intervallumba esik. A kimenő vezetéken n bemenő vezeték esetén n+nε és n+2nε közé esik a jel frekvenciája. töltőbitek jelzőbitek 1-ε 4+4ε rugalmas tár óra visszaállító 1-ε 1+ε A rugalmas tár segítségével lehet gyorsabban adni, mint venni. Ez a kimenő bitfolyamba töltőbitek beszúrásával valósítható meg. Hogy a töltőbitek ne okozzanak problémát, jelzőbiteket is be kell iktatni, amelyek jelzik, hogy történt-e beszúrás. Ezt a vevőoldalon figyelik, és ha volt beszúrás, a töltőbitet kiveszik. Ez a bitbeékelési technika (USA-ban stuffing, Nagy-Britanniában justification az elnevezése). A multiplex fokozatban, minden hierarchia szinten át kell vinni: a jelet (az információt) a töltőbiteket a jelzőbiteket a keretszinkron biteket a hibajelző CRC kódot egyéb jelzést szolgálati üzeneteket (erre külön szolgálati csatorna van) I. szinten nincs sebességkiegyenlítés, mert a bemenetek szinkronban vannak! Abban az esetben, ha a végberendezésben van a kodek, a központból külön órajelet adnak a berendezés felé. A PDH kapcsolási és nyalábolási technika egyszerre. Leágazás beiktatása: 140 Mbit/s Budapest 2 Mbit/s Herceghalom E4 Győr E3...

30 Lépésről-lépésre vissza kell fejteni a vonalat a leágazásnál, mert a megfelelő órajelet vissza kell nyerni. PDH-ban más megoldás nincs! (Ma már nem PDH-t használnak, hanem teljesen szinkron a hálózat, egyetlen mester oszcillátorral és PLL-ekkel. A PDH korában még nem volt erre lehetőség a koaxiális kábel ingadozó késleltetése miatt.) Adathálózatok Az első: Public Circuit Switched Data Network (PCSDN, nyilvános áramkörkapcsolt(!) adathálózat). Ez a PDH technikán alapult, sebessége n x 64 kbit/s. Az adatjel továbbításának van egy tulajdonsága: a csomósodás vagy börsztösség (burst): van olyan időszak, amikor jön adat, és vannak hosszú időszakok, amikor nem. (Beszédnél is csak kb. 30-40% a kihasználtság, adat esetén még rosszabb!) Ezért csomagokba szervezik az adatot. Csomagkapcsolás: Nem foglalja le a vonalat. Amíg az egyik irányból nem érkezik csomag, a csomópont a másik irányból küldi a csomagokat. Ennek ellenére (konzervativizmus miatt) látszólagos áramkörkapcsolást alakítanak ki. Ilyenkor viszont mindkét átvitel számára lehet erőforrást foglalni (vagyis nincs az, mint a valós áramkörkapcsolásnál, hogy az egyik a teljes erőforrást lefoglalja a másik elől a kapcsolat teljes idejére). Másik előnye, hogy a kapcsolat minden egyes csomagja ugyanazon az útvonalon halad, ezáltal csökkentve a késleltetés ingadozását. Az IP nem látszólagos áramkörkapcsolás elvű, de az X.25 hálózat ilyen. Az X.25 megalkotásakor még kizárólag fémvezetéket használtak, melynek rossz átviteli minősége miatt minden csomópontban szükség volt hibajavításra, áramlásvezérlésre, torlódásvezérlésre. A bonyolult csomópontok csak kis sebességet tettek lehetővé: A hozzáférő hálózat sebessége 16 kbit/s. A gerinchálózat sebessége 64 kbit/s. A hálózati architektúra 2. (adatkapcsolati) szintjén HDLC protokoll van, LAP-B eljárást használnak (Link Access Procedure Balanced; kapcsolatelérési eljárás kiegyenlítéssel). Az első csomagkapcsolt hálózat: Public Packet Switched Data Network (PPSDN) (európai szemléletű)

31 Másodlagos adatátvitel Azért másodlagos, mert a hálózatot nem adatátvitelre tervezték, hanem például beszéd vagy műsor átvitelére, de használják adatátvitelre is. Beszédátvitelre tervezett hálózatnál modemre van szükség, amelynek sebessége 2,4 kbit/s és 33,6 kbit/s között lehet. modem adó zajok... zajok modem vevő adatforrás adatvevő PCM kodek PCM kodek Látszik, hogy az adat két kodeken halad keresztül. Ez nem szerencsés, mert a kodek 4kHz-es sávszűrést és 64 kbit/s sebességkorlátozást végez. Valamivel kedvezőbb a helyzet, ha a szerver az első kodek után, a digitális részen helyezkedik el. ISDN Integrated Services Digital Network (integrált szolgáltatást nyújtó digitális hálózat) Adat, beszéd és videóátvitelre tervezték, tehát ez egy elsődleges adathálózat. Sokáig nem terjedt el, mert nem volt rá fizetőképes kereslet. Manapság kezd el kicsit jobban elterjedni. (Üzletemberek szójátéka: megjelenésekor azt mondták rá, hogy I Still Don t Know, ma már azt mondják: I See Dollars Now ) Az ISDN csatornái: B: Basic channel (alap csatorna), valós áramkörkapcsolású, PCM kódolású, PDH elven működő csatorna. Sebessége 64 kbit/s. D: Data channel (adatcsatorna), X.25 szerű, csomagkapcsolt csatorna. Sebessége 16 kbit/s, de jelzések átvitelére is szükség van, ezért az adat csak 9,6 kbit/s sebességgel megy. Erre a csatornára módosították a HDLC protokollt, az ún. LAP-D eljárást használják (Link Access Procedure for the D channel). 2B + D csatorna az alapkonfiguráció. Ez (2x64 kbit/s vagy 128 kbit/s) + 16 kbit/s = 144 kbit/s átvitelt tesz lehetővé. A vagy választás itt azt jelenti, hogy használható a két B csatorna külön célra is, de egyetlen, kétszer gyorsabb kapcsolat is kialakítható vele. Ez a multirate switching (többsebességű kapcsolás). Az ajánlás nxb + D csatorna használatát írja elő, ahol n 2 és 30 közé esik. Mivel a többsebességű kapcsolás megoldása bonyolult, ebből csak kétféle változat, n=2 és n=30 terjedt el. n=2 esetén (ami az otthoni használatban terjedt el) valójában kettéoszlik az adatfolyam, és csak a központban egyesítik. Ezzel sok probléma van, például nem biztos, hogy a két csatornán ugyanazon az útvonalon halad az adat. Következésképp az áramkörkapcsolás adatátvitelre nem megfelelő, egyrészt a börsztösödés miatt, másrészt többsebességű kapcsolás esetén bonyodalmakat okoz.

32 Mozgó keskenysávú távközlő hálózatok Kétféle rendszerrel lehet kiépíteni: földfelszíni és műholdas rendszerrel. Földfelszíni hálózatok: Fejlődésük generációkra oszlik: 1G: A 80-as évek elején alakult ki. Ilyen rendszer például az NMT (Nordic Mobile Telephone). A végberendezés analóg. Fő jellemzője, hogy a lefedett terület cellákra van osztva. Minden cella közepén van egy vevőállomás, a szomszédos cellák állomásainak különböző a frekvenciája. Ha a végberendezés cellahatárt lép át, frekvenciaátadás, handover történik. átadás vevőállomás Ennek egyik előnye, hogy a frekvencia újra felhasználható, másik előnye, hogy kisebb kisugárzott teljesítmény elegendő. Ez utóbbi miatt nemcsak egészségkárosító hatása kisebb ennek a módszernek, de az akku mérete is csökkenthető. 2G: A 90-es évek elején fejlesztették ki. Ezek közül a GSM (Global System for Mobile Communication) a legelterjedtebb a világon. A beszédkodek sebessége 13 kbit/s. Adatátvitelre is lehetőség van, ennek sebessége 9,6 kbit/s vagy 14 kbit/s lehet. Ezekből az adatcsatornákból legfeljebb 4-et össze lehet kapcsolni, így a maximális adatátviteli sebesség 56 kbit/s, ezt hívják High Speed Circuit Switched Data-nak (HSCSD). A neve is mutatja, hogy ez áramkörkapcsolt! A GSM nyújt bizonyos üzenetszolgáltatásokat is: SMS (Short Message Service), MMS (Multimedia Message Service); ezen kívül egy lebutított Internetszolgáltatást, a WAP-ot (Wireless Application Protocol). 2,5G:GPRS (General Packet Radio System, általános csomagalapú rádiórendszer). Ez a GSM továbbfejlesztése. A gerinchálózatnál kettéosztják az információt: az adat IP alapú, csomagkapcsolt módon továbbítódik, a beszéd pedig PDH alapú valós áramkörkapcsolással. Jelenleg az IP sem biztosít 56 kbit/s-nál nagyobb adatátviteli sebességet mozgó hálózatokban, de gazdaságosabb.

33 2003. 02. 25. 6. előadás Keskenysávú TH technológia -> PDH - miért kell a sebesség kiegyenlítés? a szabadon futó oszcillátorok működésének -> időnyalábolás (TDM) -> frekvencia + fázis hajszál híján megegyező - keretezés: - minden hierarchia szinten végre kell hajtani - minden olyan jelnek a helyét, amit ávtiszünk - beszúrt bit - jelző: mikor szúrtunk be bitet -> MPX-re - jelzés: híváskapcsolás átvitelére szolgál - kétirányúság: 2 irány: - vezeték pár, 1 db helyi hálózat - 2 db vezeték pár, központközi hálózat mpx dempx dempx mpx kétirányú kapcsolat a törzshálózatban két vezetékpárral/két koaxszal - adathálózat - nyilvánosan kapcsolt: - áramkörkapcsolt - csomagkapcsolt - nyilvánosan bérelt, leased line (leased ~ leasing), röviden: LL - magán, privat network, PN. -> PN ma háttérbe szorult az Internet miatt ISDN - többsebességű kapcsolás nincs megoldva a gyakorlatban - kidolgozták a terméket Mi lesz piacképes? nincs aki, megmondja alap kutatás alkalmazott kutatás fejlesztések termék piacképes termék kutatások, fejlesztések, termékek halmazai

34 Mozgó hálózatok (keskenysávú) - földfelszíni - műholdas FöldFelszíni (FF) keskenysávú, mozgó TH 1G analóg 1G egy cella egy mozgó állomás 1G rendszerben a frekvenciasáv felosztása (FDMA) 2G TDM + FDM, digitális (végberendezésig) beszéd: 13 kbit/sec-os beszéd kodekkel. PCM óta fejlődött a technológia /ára: késleltetés, gyenge minőség/ Hogyan illeszkedik a rendszerbe? Miért? Spórolunk a frekvenciával több előfizető 1 frekvenciasáv cella 13 kbit/s beszéd bázisállomás mozgó hálózat gerinchálózata (lehet vezetékes is!) Vezetékes távkbeszélő hálózat 64 kbit/s GSM/PCM átkódolás 2G mozgó távközlő hálózat - nem többsebességes kapcsolás, maga a hálózat nem többsebességes. Adat: 14 kbit/sec n * 14 kbit/sec 56 kbit/sec n 4 => PDH gerinchálózaton át lehet vinni, nem csinálnak GSM/PCM átalakítást. egyszerre foglalok 4 frekvenciát, akár viszek adatot, akár nem. Hívástól bontásig. GPRS - GSM alapon működik: GSM az adatjelet nem PDH-alapú rendszerrel, hanem IP-vel viszik át. Miért jó? A csomag kapcsolt hálózat előnyei Jel: nem foglalja a hálózatot

35 - ~ 30 kbit/sec, gyakorlatilag 50 kbit/sec, elvileg lehetne 130 kbit/sec is, nincs 64 kbit/sec-es határ Adat: - bejelentkezés a hálózatra - nem foglalja a frekvenciát, csak ha adatot küld - ütközés nem vész el adatcsomag, amíg a tárolóban van hely Díjszabásban is megjelenik, cask annyit kell fizetni, amennyit küldök. - egyesített T és SZH csomagkapcsolás áramkörkapcsolás üzenetkapcsolás spirális fejlődés a távközlésben Magán hálózat Mozgó keskenysávú TH - úgynevezett készenléti szolgáltatások (tűzoltóság, rendőrség, katasztrófa) - GSM PRO professional /Ericsson/ - TETRA /Motorolla, Nokia/ kisebb hívásblokkolás forgalom Erlang formulákkal méretezhető a hívásblokkolás - kemény tűrést kell előírni - minden 100 hívásból 1 - több erőforrás hivás prioritás: előnyben részesítés diszpécser szolgálat szelektív hívás / hívás csoportok / nagyobb megbízhatóság polgári hálózatban is fontos követelmény nagyobb adatbiztonság MűHoldas (MH) keskenysávú, mozgó TH Elvi elkülönülés: távközlő rendszer + műsorszóró rendszer Szélessávú TH SONET/SDH hálózat Synchronous Optical NETwork, USA, ANSI Synchronous Digital Hierarchy: CCITT, ITU-T Miért jöhetett létre a szélessávú rendszer? Optikai kábel megjelenése! 1970-es évek végén kezdték azt hinni, hogy a távközlésben használni lehet, fizikusok azt hitték a csillapitás miatt nem lesz használható megoldás: nagy tisztaság TH, SZH forradamasítását 3 jellemző tette lehetővé: - szélessáv - kedvező hibaarány, 10-9 ( szemben a radiós: 10-3, koax 10-5 ) - állandó késleltetése van: az idő függvényében nem változik

36 A 80-as évek közepétől a 90-es évek elejéig a technológia burjánzása állt elő. Kb. 2000-re letisztult a kép, kialakultak azok a technológiák, amelyek gazdaságosan használhatók. PDH ra alkalmazás kezdjük tovább szabványosítani a PDH-t, DE teljesen új rendszert hoztak létre. Mi az oka? - PDH hátárnya: lebontani, újra felépíteni a vonalat - keveset költ a biztonságra /overhead/ nem mindegy, hogy hány csatorna 100.. 100 ezer, minél több csatorna, annál többet kell költeni a biztonságra. gyökeresen új rendszert hoztak létr (koaxos) PDH-t Amerika: 45 Mbit/sec SONET szintek STS-1 STS-3 STS-12 STS-48 STS-192 SDH szintek - STM-1 STM-4 STM-16 STM-64 Névleges átviteli sebesség 52 Mbit/s 155 Mbit/s 622 Mbit/s 2,5 Gbit/s 10 Gbit/s Nyalábolt beszédcsatornák száma Átviteli közeg 672 3*672 = 2016 EU: 1920 4*1920 = 7680 Földfelszíni és műholdas rádió Optikai kábel 4*7680 = 30720 4*30720 = 122880 STS-1: Synchronous Transport Signal STM: Synchronous Transport Model 52: elég nagy fejléc: biztonság. Alsó határ: koax Felső határ: optikai impulzusokat viszünk át, amikor kikapcsoljuk a lézeroszcillátort, kicsit még világít, ha bekapcsoljuk, akkor még egy darabig nem. (ipari) EU: módosítás közös 155 Mbit/s - 3 STS-1 - SDH SONET-et ANSI módosította, hogy ilyen egységet ki lehet dolgozni. először (STS-1) háromszorozódik, majd négyszererződik névleges sebesség nagyságrend Magyarországon /MATÁV, PANTEL, Hungaronet(NIIF)/: 1, PDH gerinchálózat 2, SDH gerinchálózat rátelepült Állandó átviteli késleletetése miatt a koaxot el kell felejteni, kivéve rövid szakaszok esetén. Szinkron van 1 mester oszcillátor - szinkronizált osszcillátor, PLL - körzeten, határon sebesség illesztés (bitbeékelés) pontos n-szerező - minden jelnek ugyanaz a frekvenciája, nincs tűrés - az órajele szintén egységnyi, SDH-ban nincs tűrés! 1 1 1 4 1 4x

37 3 keret órajel van a rendszerben: - frekvenciahely - fázishely összetevőt ki akarok venni, nem kell lebontani az egész kapcsolatot egyszerű bontás, nyalábolás Mi tette lehetővé? Állandó késleltetés. Tfh. van egy nagy sebességű összetevő: 140 Mbit/s Budapest 2 Mbit/s Add-Drop Multiplexer (ADM) Győr Herceghalom SDH-ban könnyű a leágazást megvalósítani ADM-mel ADM, Add-Drop Multiplexer ~ úgy képzelhetjük el, mint egy nagy dobozt, benne kisebbek vannak. PDH: minden doboznak van fedele SDH: legkülsőnek van csak fedele Vezérelhető digitalis rendező 2,5 Gbit/s... STM-16...... 2,5 Gbit/s... 2,5 Gbit/s 2,5 Gbit/s - hálózat menedzser vezérli - MPX funkcióval össze van építve - bármelyik kapuról bármelyikre - összeköttetés sebességét is előírhatom - SW úton vezérelhető - bonyolult eszköz o PDH: 1. hierarchia szinten o SDH: minden szinten meg lehet csinálni PDH működött, lépésről-lépésre rátelepítették az SDH hálózatot. feltételes sebességillesztés (csak körzet határán szükséges) STM-X PDH Ex Tx ATM IP SDH multiplexer STM-64 bemeneti sebességillesztés SDH multiplexer ezeket a jeleket tudja fogadni

38 Az összes európai, amerikai PDH szintet és ATM-eket tudja fogadni. Minden MPX mindent fogad? Nem, túl drága lenne. 2 sebesség kiegyenlítés: - bemeneten - feltételes, körzet határán Megbízhatóság jel- jel- Jel- frissítő frissítő frissítő SDH mpx jelfrissítő jelfrissítő jelfrissítő SDH dempx jel- jel- jel- frissítő frissítő frissítő regenerátor szakasz megbízható kapcsolat 3 lánc: 1 üzemi és 2 tartalék mpx szakasz védelmi kapcsolás rendszer: automatikusan mindkét szakasz tud tartalékolni - 2 üzemi, 1 tartalék - jelerősítőkből is van tartalék - hívás kapcsolás nincs! Miért nincs? SDH rendszer tud fogadni magasabb PDH szinteket, amiben nincs híváskapcsolás Többsebességű kapcsolás - valós áramkör alapú rugalmas van egy kapcsolati sík és rendezési sík, a kettővel együtt valósítják meg a valós áramkört. - Általában teljes hálóval kötik össze, több kapcsolásból álló rendszer a magon kívül. A hálózat menedzser el tudja dönteni, hogy 2 kapcsolás között, hogy melyik híváshoz képest ritkábban változott. felhasználók rendezőkből álló hálózati mag a magon kívül: kapcsolók felhasználók ezt a hálózatmenedzser változtatja (de csak ritkán)

rendezők és kapcsolók az SDH hálózatban 39

40 2003. 03. 03. 7. előadás HTE HíradésTechnikai és informatikai Egyesület rendezvényei: 1, EU Távközlés szabályozásának reformja Ez egy 2 napos rendezvény, a múlt héten volt a konferencia napja, és kb 1 hónap múlva lesz a vitanapja. kb 300 szakember vett részt, én is elmentem azért, hogy tanuljak, és egy gondolatot meg is osztok Önökkel, amit ott tanultam. Remélem, hogy érdekelni fogja Önöket. Ez pedig arra vonatkozik, hogy elsősorban Nyugat-Európában, de általában Európában a verseny mennyire valósult meg a távközlési szektorban, és erre egy ún. Teligen mutatót ábrázoltak. A Teligen egy kutatóintézet: Teligen Research egy ilyen statisztikát készített. Ezt a mutatót úgy készítették, hogy 39 szempontot értékeltek, és ezt összesítették és egy 100- as skálán ábrázoltak. A visszintes tengelyen az országokat tüntették fel. Egy olyan görbét kaptak, hogy a legintenzívebb verseny 77 mutatóval (Dánia) rendelkezik, ezen az ábrán a legkisebb érék, ami fel van tüntetve, az 23, ez egyébként Magyarország, de ez nem jelenti azt, hogy ennél rosszabb versenymutatójú ország nincsen. Dánia 77 Németország 44 Lengyelország 43 Franciaország 36 Csehország 33 Magyarország 23 Ebből azt a tanulságot vonták le Nyugat-Európa távközlési szakemberei, hogy a versenyt egy kicsit homogenizálni kellene Nyugat-Európában, és ez volt az egyik vezérelv, ami alapján ez a távközlés szabályozási reform beindul. Ennek a hatályba lépése 2003. július 25 az EU-ban, tehát ezen most dolgoznak, de nagyon hamar érvénybe fog lépni. Ha Magyarországot értékeljük, én azt mondom, hogy pillantnyilag Magyarországon a helyén van. Hiszen Magyarországon a német befolyás a távközlésben a tőkésítés révén, a magánosítás révén nagyon erős, a hálózatunk nem olyan régen épült fel. pl. Lengyelországban azért egy nagyon erős francia hatás is érvényesül. Szóval én nem tartom ezt természetesen jónak, de nem is olyan rossznak. De mindebből mi a tanulság a számunkra, Magyarországnak? Vajon Magyarországra ez hogy fog hatni, mikor fog hatni? A válasz nagyon egyszerű: a várható csatlakozás időpontjában. Tehát, ha bekövetkezik 2004. május 1-től, hogy Magyarország csatlakozik, akkor ezek a szabályzók automatikusan Magyarországon is érvénybe lépnek, és én úgy gondolom, hogy ez meg fogja élénkíteni akkor Magyarországon is hamarabb a versenyt és ez végülis úgy gondolom, hogy a távközlésben Európában is és Magyarországon is sok új munkahelyet fog teremteni. Vajon miért olyan fontos Európának az, hogy ez a verseny jobban megvalósuljon? Azért, mert az infokommunikáció egy stratégiai ágazat, ez teljesen világos az európai vezetők számára is, és úgy értékelik, hogy Japánnal, az ázsiai térséggel és Észak-Amerikával szemben növelni kell a versenyképességet. Az előadasok, jogszabályok, a teljes CD megtalálhatók: HTE honlapján. 2, Távközlési klub A másik rendezvény egy sokkal kisebb rendezvény volt. Megjegyzés: ennek a szervezésében a TTT oroszlánrészt vállal, hiszen a tanszékvezetőnknek ez az erőssége, ez a témája, és ebben Magyarországon és Európában is elismert szakember. A távközlési klub havonta egyszer van, és most egy olyan klubnapot szervezett, aminek a címe, hogy "Játékelmélet, káosz, fraktál, új módszerek a távközlésben" Ezek a módszerek a távközlési feladatok megoldásában elkezdenek jobban előjönni az utolsó 10 évben. Én magam tartottam ezen vitaindító előadást, és nagyon jó hangulatú klubdélután volt, kb 100 résztvevővel. Számomra az volt ebben a legérdekesebb, hogy ott volt egy ötödéves informatikus hallgató, aki odajött hozzám, és azt mondta, hogy javasolja, hogy ebből építsek be a harmadéves TH anyagába valamennyit, mert ez szerinte olyan érdekes. Megfogadom a tanácsát, és a tanmenetben ahogy haladunk előre, alkalmas helyen, majd valamit fogok mondani Önöknek erről. Ezek voltak az én kis apró híreim, s most jobban a tananyaghoz kanyarodunk vissza.