BME Gazdaság- és Társadalomtudományi Kar Műszaki menedzser alapszak (BSc)
INFOKOMMUNIKÁCIÓS RENDSZEREK MENEDZSMENTJE Szélessávú kommunikáció (Hozzáférési technológiák IP hálózatokban) Dr. Babarczi Péter - Dr. Abos Imre BME Távközlési és Médiainformatikai Tanszék Budapest, 2014.
A MOBIL TECHNOLÓGIÁK FEJLŐDÉSE A technológiák lényeges tulajdonságai, paraméterei
UMTS (3G)
HSDPA/ HSUPA
HSPA+
LTE (3.9G)
LTE Advanced (4G)
Max. letöltési sebesség bit/s
384 k
14,4 M
28 M
100 M
1G
Max. feltöltési sebesség bit/s
128 k
5,7 M
11 M
50 M
500 M
Késleltetés (round trip time)
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
2008/9
2009/10
2012/13
Hozzáférési mód
CDMA
CDMA
CDMA
OFDMA/ SC-FDMA
OFDMA/ SC-FDMA
IKRM
2
Babarczi - Abos
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 LTE - Long Term Evolution LTE Advanced - 4G LTE
LTE Advanced 1 Gbps
LTE 100 Mbps
50 Mbps
HSPA+ 28 Mbps
UMTS
2 Mbps 384 kbps
GPRS GSM
56 kbps 14,4 kbps 14,4 kbps
2G IKRM
2 Mbps
EDGE 384 kbps
114 kbps
2,5G
3G
3,5G
3
3,9G 4G Technológia Babarczi - Abos
MOBIL SZOLGÁLTATÁSOK A szolgáltatások egyre inkább mobillá válnak.
IKRM
4
Babarczi - Abos
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.
IKRM
5
Babarczi - Abos
MOBIL SZOLGÁLTATÁSOK 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
6
Babarczi - Abos
MOBIL SZOLGÁLTATÁSOK 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.
IKRM
7
Babarczi - Abos
MOBIL SZOLGÁLTATÁSOK 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
8
Babarczi - Abos
Infokommunikációs hálózatok Video PSTN Internet Üzleti felh.
Metro
Gerinchálózat High Speed Backbone
Szolgáltatók
Mobil hozzáférés IKRM
9
Babarczi - Abos
TOPOLÓGIÁK Hozzáférési
Csillag vagy gyűrű IKRM
Metro/Nagyvárosi
Gerinchálózat
Korábban: virtuális gyűrű
Gyűrű topológia
Ma: szövevényes (mesh) 10
Babarczi - Abos
A HOZZÁFÉRÉSI TECHNOLÓGIÁK FEJLŐDÉSE
ADSL
OECD: 1,5-2 Mbps-tól
ITU-T IKRM
256 kbps alatt keskenysáv
256 kbps-tól szélessáv 11
Babarczi - Abos
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
IKRM
12
Babarczi - Abos
ADSL HÁLÓZATOK FELÉPÍTÉSE • Beszéd kodekek elkerülése • DSLAM - Digital Subscriber Line Access Multiplexer •
A/D átalakítás, nyalábolás
• BRAS - Broadband Remote Access Server •
Speciális router
jelenlegi és korábbi hallgatói letölthetik és tanulásra IKRM Minden jog fenntartva. Az itt található anyagokat a THSZ tárgy13 Babarczi - Abos felhasználhatják. Minden más felhasználáshoz a szerzők engedélye szükséges. Nemeth.Krisztian(kukac)tmit.bme.hu
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
8-12 Mbit/s
1 Mbit/s (+256 kbit/s)
5 km
Yes/No
ADSL2+
16-24 Mbit/s
1 Mbit/s (+256 kbit/s)
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 IKRM
14
Babarczi - Abos
DSL HATÓTÁVOLSÁG A DSL technológiák sávszélessége a távolság függvényében
IKRM
15
Babarczi - Abos
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
16
Babarczi - Abos
AKTÍV OPTIKAI HÁLÓZAT
• 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
Babarczi - Abos
PASSZÍV OPTIKAI HÁLÓZATOK (PON)
• 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
Babarczi - Abos
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.
IKRM
19
Babarczi - Abos
GPON (Gigabit PON) MEGVALÓSÍTÁSA
IKRM
20
Babarczi - Abos
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)
IKRM
21
Babarczi - Abos
A WiMAX TECHNOLÓGIA FEJLŐDÉSE 2005: Fix szélessávú vezetéknélküli elérés
WiMAX külső antennával
WiMAX beltéri egységgel
IKRM
22
Babarczi - Abos
A WiMAX TECHNOLÓGIA FEJLŐDÉSE 2006: Hordozható vezetéknélküli elérés
IKRM
23
Babarczi - Abos
A WiMAX TECHNOLÓGIA FEJLŐDÉSE 2007-2008: Mobil szélessávú vezetéknélküli hál.
IKRM
24
Babarczi - Abos
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 IKRM
25
Babarczi - Abos
MŰHOLDAS TÁVKÖZLÉS • 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 • • • • IKRM
35,785 km a műhold szögsebessége egyezik a Föld forgási sebességével mindig az egyenlítő ugyanazon pontja felett látszik Távközlési célok, műsor sugárzás 26
Babarczi - Abos
MŰHOLDAS TÁVKÖZLÉS Geostacionárius Föld körüli pálya (GEO) • Három, az egyenlítő felett elhelyezkedő műholddal elvileg a teljes Föld lefedhető • Ez a legáltalánosabban elterjedt megoldás
IKRM
27
Babarczi - Abos
MŰHOLDAS TÁVKÖZLÉS Műholdas földi állomás
IKRM
28
Babarczi - Abos
