Konvergované služby v elektronických komunikacích

Bankovní institut vysoká škola Praha Informačních technologií a elektronického obchodování

Konvergované služby v elektronických komunikacích Diplomová práce

Autor:

Jaroslav Beneš Informační technologie a Management

Vedoucí práce:

Praha

Ing. Jiří Kosnar

Duben, 2009

Prohlášení:

Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci zpracoval samostatně a s použitím uvedené literatury.

V Praze dne 7. dubna 2009

Jaroslav Beneš

Poděkování:

Rád bych poděkoval mému vedoucímu práce panu Ing. Jiřímu Kosnarovi za odborné vedení, cenné rady a připomínky při psaní této diplomové práce.

Anotace Konvergované služby jsou výsledkem (procesem) propojování a slučování pevného a mobilního světa telekomunikací. Ve své diplomové práci na téma „Konvergované služby v elektronických komunikacích“ se zaměřuji na současný stav telekomunikací v České republice. Dále poukazuji na slabá místa v regulaci českého telekomunikačního trhu a další rozvoj konvergovaných služeb a konvergovaných sítí. Tato diplomová práce shrnuje současný stav využívání konvergovaných služeb v České republice a naznačuje možný budoucí směr využívání těchto služeb.

Annotation Convergent services are the result (process) of interconnecting and merging fixed and mobile telecommunication worlds. This diploma thesis ‘Convergent Services in Electronic Communication’ is aimed at the present state of telecommunication in the Czech Republic.The weak parts in the regulation of the Czech telecommunication market and further development of convergent services and convergent networks are also discussed. The present diploma thesis summarizes the current state of using convergent services in the Czech Republic and outlines a possible future development in their usage.

Obsah 1.

Základní telekomunikační služby (pevná a mobilní telefonie) ...................................4 1.1 Historie konvergovaných služeb.........................................................................4 1.2 Historie telefonních sítí ......................................................................................5 1.3 Historie datových sítí..........................................................................................6 1.4 Propojení telefonní a datové sítě – síť ISDN.......................................................7 1.4.1 Struktura telefonní sítě................................................................................7 1.5 Historie paketových (datových) sítí ....................................................................8 1.6 Historie mobilních sítí ......................................................................................10 1.6.1 První generace mobilní sítě.......................................................................10 1.6.2 Druhá generace mobilní sítě......................................................................10 1.6.3 Rozšíření druhé generace mobilní sítě.......................................................11 1.6.4 Třetí generace mobilní sítě........................................................................11 2. Pevná telefonie.........................................................................................................13 2.1 Druhy signalizace.............................................................................................13 2.2 Účastnická signalizace......................................................................................14 2.3 Základní přípojka .............................................................................................14 2.4 Primární přípojka .............................................................................................15 2.4.1 Architektura protokolu DSS1....................................................................16 2.4.2 Druhy provozu..........................................................................................17 2.5 Reference volání...............................................................................................21 2.5.1 Příklad protokolu pro spojení (přepojování okruhů) ..................................21 2.6 Síť SS7.............................................................................................................24 2.7 Součásti sítě SS7 ..............................................................................................24 2.8 Pevná IP telefonie.............................................................................................28 3. Mobilní telefonie......................................................................................................29 3.1 GSM ................................................................................................................29 3.1.1 Přihlášení mobilního telefonu do sítě ........................................................31 3.2 UMTS ..............................................................................................................32 3.2.1 Uživatelský terminál.................................................................................34 3.2.2 Přístupová síť ...........................................................................................35 3.2.3 Základnová stanice ...................................................................................36 3.2.4 Řídící jednotka rádiové sítě.......................................................................37 3.2.5 Páteřní síť .................................................................................................37 4. Vznik konvergovaných služeb a konvergovaných sítí..............................................40 4.1 Úvod - definice konvergence ............................................................................40 4.2 Konvergence hlas a data...................................................................................41 4.3 Konvergence IP................................................................................................42 4.4 Typy konvergence ............................................................................................42 4.4.1 Marketingová konvergence.......................................................................42 4.4.2 Skutečná konvergence (služby, sítě a systémy) .........................................43 4.4.3 Propojení konvergovaných sítí..................................................................44 4.5 Shrnutí - návratnost investic .............................................................................45 5. Platforma pro konvergované služby – NGN .............................................................46 5.1 Architektura NGN............................................................................................47 5.2 Výhody NGN ...................................................................................................49 6. Možnosti stávajících a budoucích prostředí pro konvergované služby ......................50 6.1 Konvergence v České republice........................................................................50 6.2 Český telekomunikační úřad (ČTÚ) .................................................................51 1

6.3 Zákazníci - současné komunikační řešení .........................................................52 6.4 Nabídky konvergovaných služeb pro zákazníky ...............................................53 6.4.1 Společnost T-Mobile - služba ProfiNet .....................................................53 6.4.2 Společnost Telefonica O2 - služba OnePort ..............................................54 6.4.3 Společnost Vodafone - služba ONENET...................................................56 6.5 Shrnutí poskytovatelů konvergovaných služeb .................................................58 7. Rozvoj konvergovaných služeb – doporučení dalšího vývoje ...................................59 7.1 Motivace a příležitosti konvergence .................................................................59 7.2 Architektura konvergovaných sítí .....................................................................59 7.3 Kvalita pevné telefonie a IP telefonie ...............................................................60 7.4 Rychlejší zavedení QoS....................................................................................61 7.5 Nasazení videa v síti.........................................................................................61 7.6 Napájení po Ethernetu ......................................................................................62 7.7 IP komunikace pro menší společnosti ...............................................................62 7.8 Elastičnost vzdálených pracovišť......................................................................62 7.9 Rychlé řešení problémů ....................................................................................63 7.10 Jeden terminál ..................................................................................................63

2

Úvod – konvergované služby v elektronických komunikacích V posledních letech jsme všichni svědky rychlého vývoje oborů telekomunikací, informační technologie, počítačů, atd. Termín konvergence označuje vzájemné sbližování propojení pevného a mobilního světa telekomunikací. Účelem této diplomové práce je podat přehled o vývoji a možnostech konvergovaných služeb. V první části diplomové práce se seznámíme s počátky telefonní, datové a mobilní sítě a s počátky konvergovaných sítí a služeb. Dále pak s technologickým zázemím těchto sítí a jejich dalším rozvojem. Ukážeme si aspekty současného řešení v porovnání s novým (konvergovaným) řešením, které pro zákazníky přináší komplexnější a levnější služby. V poslední části diplomové práce jsou uvedeny vlastní návrhy rozvoje konvergovaných služeb a sítí, které budeme blízké budoucnosti zcela určitě využívat. Cíl práce (max. 3 řádky): Seznámit s počátky konvergovaných služeb, s jejich historickým vývojem, rozvojem, včetně dalšího rozšiřování do jiných oblastí, než jsou pouze počítačové sítě a telekomunikace.

Poznámka: V diplomové práci se vyskytuje velké množství zkratek a technických termínů (pojmů). Zkratky a pojmy uvedené v textu jsou vysvětleny v příloze č. 2 v „Malém telekomunikačním slovníku“. V příloze č. 1 je uveden seznam obrázků a tabulek.

3

1. Základní telekomunikační služby (pevná a mobilní telefonie)

1.1 Historie konvergovaných služeb Pro telekomunikační sítě bylo po dlouhou dobu charakteristické, že byly budovány vždy pro jeden určitý způsob komunikace. Po mnoho let tedy vedle sebe existovaly nezávisle na sobě síť telefonní, určená pro hlasovou komunikaci a síť telegrafní (nyní datová), určená pro komunikaci textovou. Z pohledu poskytovaných služeb byla tedy telefonní síť využívána pro telefonní službu, telegrafní síť pro službu účastnického dálnopisu (Telex) a službu telegramovou. Tomu byly podřízeny technické a provozní vlastnosti těchto sítí, tj. specifikace signálů v koncových bodech sítě, charakteristiky přenosových cest, parametry spojovacích zařízení, celkové uspořádání sítě, její provozní kapacity atd. Hlavní směry rozvoje a technických inovací zpravidla určovala síť telefonní vzhledem ke svému plošnému rozšíření, počtům účastníků a objemům provozu. Již od samého počátku bylo patrné víceúrovňové hierarchické uspořádání této sítě. Důvody jsou celkem zřejmé: 1) prvním z nich je přirozené rozložení objemů provozu v závislosti na vzdálenosti účastníků, 2) další pak byly důvody technického a ekonomického charakteru, tzn. vlastnosti a schopnosti spojovacích a přenosových systémů a relace mezi náklady na výstavbu a provoz telefonních ústředen a přenosových cest. Telefonní sítě používaly standard CS (Circuit switching - přepojování okruhů), sloužící k přenosu hlasu a obrazu a datové sítě používaly efektivnější standardy založené na PS (Packet switching - přepojování a přenos paketů). Pro každý standard byl určen jiný způsob účtování. Přepojování okruhů používalo účtování dle času a přepojování paketů za přenesená data nebo ještě výhodněji paušální tarif s neomezeným množstvím dat (v současnosti). Z historie známe však úspěch v konvergování, a to ISDN (Integrated Service Digital Network). Podstatou byla tehdy představa služby počítačů přestěhovat do světa telekomunikací. To se podařilo, ačkoliv byl tento pokus odsouzen k nezdaru, protože se předpokládalo, že by telekomunikace výrazně zdražil. Avšak standardu ISDN nyní používáme naprosto běžně.

4

Druhý pokus se tolik neujal, předpokladem tehdy bylo obě služby nasadit na společnou platformu, sítě ATM, které pracovaly na pomezí mezi přepojováním okruhů a používání paketů. Tento pokus se nezdařil, protože jeho nevýhodou je velká režie a provoz přenosových protokolů vyšších úrovní. Tento typ sítě používají telekomunikační operátoři, ale i zde je již na ústupu. Současným trendem hlasové telefonieje migrace na datové sítě.

1.2 Historie telefonních sítí Hlavní motivací v rozvoji telekomunikací vždy byly narůstající potřeby komunikace, projevující se růstem počtů účastníků a zvětšováním objemů provozu. Spolu s řešením problému, jak zajistit potřebné přípojné kapacity telefonních ústředen bylo třeba hledat možnosti, jak dosáhnout co nejlepšího využití kapacit přenosových médií, tj. zejména draze budovaných kabelových tras. Na této linii vývoje lze najít několik významných bodů, které vždy znamenaly zásadní kvalitativní skok. Prvním z nich je praktické využití vynálezu pulzní kódové modulace - PCM, tzn. nahrazení analogového přenosu hovorového signálu přenosem digitálním. V procesu, který začal někdy v 60. letech tak byly ze sítí postupně vytlačeny analogové přenosové systémy a globálně nasazeny přenosové systémy digitální. Operace se signálem v digitálním tvaru pak byly později aplikovány i ve spojovacích systémech, kde tzv. spojování v časové doméně resp. časové spojovací pole nahradilo spojovací pole prostorové. Tím byly položeny základy k úplné digitalizaci sítě. Dalším z těchto významných momentů, který ostatně ovlivnil prakticky všechny technické i netechnické obory, byl pokrok v technice polovodičů, v miniaturizaci a integraci součástek a zejména v technice mikroprocesorů a jejich aplikací. Průnik těchto moderních technologií do telekomunikačních systémů vedl ke zmenšení jejich prostorových a energetických nároků, ale navíc přinesl i možnosti realizace nových postupů a funkcí, které s dřívějšími technologiemi ani nebyly možné. Dalším, možná kvalitativně nejvýraznějším krokem byla aplikace principů počítačových systémů, zejména programového řízení, ve spojovacích zařízeních. A konečně v oblasti přenosových technologií přinesl zásadní obrat pokrok ve vývoji optických vláken a optoelektronických součástek, který vedl k poměrně rychlé výměně podstatné části klasických přenosových médií - kabelů s kovovými vodiči - za kabely optické, a to ve všech úrovních sítí, a k získání dříve nepředstavitelných přenosových kapacit v řádu Gbit/s.

5

Telekomunikační technologie posledních dekád minulého století lze tedy souhrnně charakterizovat několika klíčovými vlastnostmi: 1. Vysoká koncentrace spojovacích kapacit podřízených jednomu systému řízení spojovacích funkcí. 2. Změněné cenové relace mezi přenosovými médii, přenosovými systémy a spojovacími systémy. 3. Určitý stupeň integrace digitálních spojovacích a přenosových systémů. 4. Výrazně nižší nároky na prostor, energii a údržbu.

1.3 Historie datových sítí Další obor, který zasáhl do rozvoje oboru telekomunikací, a který má původ v oboru informačních technologií. jsou dálkové datové komunikace – přenos dat. Nejprve telegrafní, vzápětí pak i telefonní síť a v nich vyčleněné pevné okruhy začaly být využívány k přepravě dat mezi místy jejich vzniku, zpracování a použití, později pak i k přímé komunikaci uživatelů s počítači a počítačů mezi sebou. Tyto sítě byly dvojího typu. V datových sítích s komutací okruhů byl použit klasický princip spojování (přepojování okruhů), stejný jako v síti telegrafní a telefonní. Dokonce zpočátku byly některé datové ústředny jen určitou modifikací některých typů ústředen telegrafních nebo telefonních. Zcela novým typem telekomunikační sítě se pak stala datová síť s přepojováním paketů, tj. s principem spojování, který vznikl v prostředí souběžně se rozvíjejícího oboru informačních technologií. Zatímco budování datových sítí s komutací okruhů se v krátké době ukázalo jako neperspektivní, princip přepojování paketů se stal pro datovou komunikaci základem dalšího rychlého rozvoje. Přináší totiž dvě významné přednosti: A) Mnohonásobně lepší využití kapacity přenosových cest (tras). B) Možnost komunikace téměř doslova "každého s každým". Tato možnost vyplývá právě z principu paketového přenosu, při kterém komunikace mezi účastníky neprobíhá v reálném čase, ale pakety jsou předávány z paměti do paměti koncových a síťových zařízení v následných časových intervalech. Existence několika typů telekomunikačních sítí vedle sebe, jejich současné využívání pro datovou komunikaci a neustále se zvyšující nároky uživatelů si vynutilo řešení nového, do té doby neznámého problému, a sice propojení sítí různého druhu a zajištění jejich

6

spolupráce tak, aby byla možná vzájemná komunikace jejich účastníků. Současně, v důsledku narůstajících potřeb i dalších druhů tzv. nehovorové komunikace - komunikace textové a obrazové - vznikaly nové telekomunikační služby, přizpůsobené požadovanému způsobu komunikace a vlastnostem sítí, ve kterých byly poskytovány a specifické i příslušnými koncovými zařízeními. V těchto službách se poprvé propojily obory informatiky a telekomunikací a vzniklo pro ně i nové zvláštní označení - služby telematické.

1.4 Propojení telefonní a datové sítě – síť ISDN Tato situace vedla ke vzniku myšlenky a konceptu jediného společného síťového prostředí pro všechny druhy dálkové komunikace, sítě označované ISDN (Integrated Services Digital Network) - digitální sítě integrovaných služeb. Základem této sítě je integrovaná digitální síť IDN (Integrated Digital Network), což je telefonní síť, postavená na digitálním přenosovém prostředí s použitím digitálních ústředen s časovým spojováním a programovým řízením, ve kterých je integrován nejnižší stupeň přenosové technologie. Použitím signalizace SS7 v této síti a využitím prostředků pro zřizování digitálních účastnických přípojek pak vzniká ISDN - síť, která v koncovém bodě nabízí digitální účastnické rozhraní, umožňující současné připojení různých koncových zařízení a přístup k řadě telekomunikačních služeb pro různé způsoby komunikace hovorové i nehovorové. Přínosem pro zákazníky měly být dvě základní přednosti: 1. Přístup ke všem komunikačním možnostem na jediné síťové přípojce. 2. Vysoké kvalitativní parametry poskytovaných služeb dané digitálním přenosem po celé délce spojení mezi koncovými body sítě. Slabinou však od začátku byly a zůstaly relativně vysoké ceny těchto služeb zejména pro koncové uživatele.

1.4.1 Struktura telefonní sítě Do té doby klasické hierarchické členění telefonních sítí ztrácí opodstatnění a bývalé tři úrovně - místní, uzlová, tranzitní - se fakticky redukují na dvě tím, že ve spojovacích systémech splývá úroveň místní a národní (tranzitní) - viz obr. 1. Důsledným využitím výhradně digitálních spojovacích i přenosových systémů vzniká integrovaná digitální telefonní síť - IDN.

7

Obr. 1 - Dvouúrovňové uspořádání digitální telefonní sítě

Zdroj: interní materiály GTS Novera, a.s., vlastní úpravy

1.5 Historie paketových (datových) sítí Jako nejlepší pro účely datové komunikace se ukázal princip paketového přenosu (komunikace) resp. přepojování paketů. Paketová komunikace, která v sobě shrnuje principy časového multiplexoru, koncentrátoru a přepojování zpráv (střadačového spojování) byla poprvé prakticky aplikována v USA v počítačové síti ARPA (původní síť dnešního Internetu). V historii datové komunikace přinesla významný obrat jak v oboru informačních technologií, tak v oboru telekomunikací. Vedle markantního zvýšení efektivnosti využití přenosových cest a zlepšení kvalitativních parametrů komunikace v uživatelských datových sítích se stala jedním ze základů filozofie otevřených systémů a jejich propojování, reprezentované referenčním modelem jednotné síťové architektury OSI modelem. Cílem vytvoření této jednotné síťové architektury bylo zajistit, aby jakákoliv uživatelská koncová zařízení, vyhovující mezinárodně přijatým požadavkům, byla volně připojitelná k síti, vytvořené podle pravidel a specifikací jednotné síťové architektury.

8

Při zpracování rozsáhlého souboru normativních dokumentů, došlo i zde k významnému propojení oborů informačních a telekomunikačních technologií, které následně ovlivnilo další vývoj nejen v oblasti veřejných datových sítí, ale i ostatních moderních telekomunikačních sítích a služeb. Vrstvový referenční model OSI se stal společným základem pro nová koncepční řešení síťových systémů, služeb a uživatelských zařízení a tvorbu příslušných mezinárodních normativních dokumentů v obou oborech. Zařízení pro datové IP (Internet Protocol) sítě se neustále zdokonalují a jejich parametry, zejména uživatelské přenosové rychlosti a provozní kapacity přepojovacích zařízení dosahují již takových hodnot, že přenosové služby v těchto sítích mohou za příznivých okolností poskytnout kvalitu srovnatelnou s přenosovými službami v digitálních sítích s komutací okruhů. Jestliže se spojí tyto možnosti paketových datových sítí s novými, neustále zdokonalovanými metodami digitálního zpracování akustických a obrazových signálů je možné toto síťové prostředí využít i pro audio a video komunikaci v reálném čase. Nasazování technologie IP sítí se postupně stalo jedním z nástrojů k dosahování konkurenceschopnosti jak nových telekomunikačních operátorů, kteří se zpravidla orientují na určité vybrané druhy a soubory služeb, tak i tradičních velkých operátorů klasických rozsáhlých telekomunikačních sítí. Velcí operátoři, kteří zpravidla ovládají základní síťové infrastruktury, využívají IP technologie k získání potřebné pružnosti v odezvě na aktuální požadavky uživatelů a poptávku po nových službách a k dosažení lepšího využití přenosových kapacit, které mají ve svých sítích vybudovány. Pro nové poskytovatele služeb je technologie IP sítí v řadě hledisek výhodnější než klasické telekomunikační technologie. Pokud se orientují na služby datové komunikace, pak se u nich zužitkují výhody vysoké flexibility IP technologií jak z hlediska přizpůsobení provozních kapacit systému aktuálnímu zájmu zákazníků, tak z hlediska implementace různých uživatelských služeb a jejich konkrétních parametrů. Nezanedbatelné přitom jsou i relativně příznivé cenové relace u IP technologií. Jestliže pak jsou tito provozovatelé schopni nabídnout ve své síti i služby hlasové komunikace s přijatelnou kvalitou, získávají výhodné konkurenční pozice proti poskytovatelům klasické telefonní služby.

9

1.6 Historie mobilních sítí Veřejné mobilní sítě jsou používány pouze cca 20 let. Po celou tuto dobu procházejí bouřlivým rozvojem a jejich vývoj se neustále zrychluje, v poslední době se velmi rozšiřují dokonce na úkor pevných telefonních sítí. Současným trendem je zejména rozšiřování možností datové komunikace a přístupu na Internet.

1.6.1 První generace mobilní sítě První generaci mobilních systémů lze charakterizovat jako analogové radiotelefonní mobilní systémy, které využívají na radiovém rozhraní. Příkladem těchto systémů jsou systémy NMT (Nordic Mobile Telephony). NMT systémy se nejvíce používají v Evropě, ve Skandinávských státech. První sítě s tímto systémem byly zprovozněny na začátku osmdesátých let. NMT systémy využívají na radiovém rozhraní frekvencí v pásmu 450 nebo 900 MHz. Zajímavou vlastností těchto systému, je že na rozdíl od řady dalších systémů první generace umožňují mezinárodní roaming.

1.6.2 Druhá generace mobilní sítě Druhou generaci mobilních systému lze charakterizovat jako digitální buňkové mobilní radiotelefonní systémy. Typickým příkladem tohoto systému je GSM (Global System for Mobile Communication). V porovnání se systémy první generace jde o pokročilejší způsob komunikace vyznačující se hlavně vyšší kapacitou systému, vysokou odolností proti odposlechu a rušení, možností jednoduché realizace mezinárodního roamingu, menšími a úspornějšími terminály, větší nabídkou funkcí, větší kompatibilitou s pozemními systémy atd. Systémy GSM se ve světě používají od roku 1992. Jejich rozšíření není omezeno pouze na jeden světadíl či jeho část. Pro GSM se využívá různých frekvenčních pásem 900, 1800, 1900 MHz.. Principy, typy rámců, protokoly používané všemi uvedenými odnožemi GSM jsou shodné. Jediná odlišnost je právě ve frekvenčním pásmu používaném pro přenos signálu mezi mobilní stanici a mobilní sítí, tedy na radiovém rozhraní. V GSM se na radiovém rozhraní používá pro každý rádiový kanál ještě časové dělení a princip TDMA (Time Division Multiple Access). Tento princip se nazývá “TDMA over FDMA“ (Frequency Division Multiple Access). 10

V TDMA rámci se přenáší kromě užitečných dat od několika uživatelů také řídící informace. Z hlediska přenosu dat je na tom druhá generace mnohem lépe než první generace. Druhá generace používá již z principu pro přenos hlasu v celé síti digitální tvar signálu. Základní rychlost mezi mobilní stanici a sítí je 13 kbit/s obousměrně. Tento kanál lze bez větších potíží užít pro přenos dat, běžně rychlostí 9,6 kbit/s.

1.6.3 Rozšíření druhé generace mobilní sítě Dále se často hovoří o dvou a půlté generaci, tedy vylepšených mobilních systémech druhé generace. Tyto systémy jsou charakteristické digitálním přenosem signálu v rámci celé mobilní sítě s možností vyšších přenosových rychlostí než 9,6 kbit/s a případně využitím paketového způsobu přenosu na principu GPRS (General Packet Radio Service). Zavádí do prostředí mobilních systémů IP protokol s přímým standardizovaným připojením do Internetu teoreticky až rychlostí 192 kbit/s. Do této skupiny lze zařadit i GSM s rychlým přenosem dat pomocí přepojování okruhů HSCSD (High Speed Circuit Switched Data). HSCSD umožňuje přenosové rychlosti až 57,6 kbit/s (součet v obou směrech přenosu). Další zvyšování přenosových rychlostí je možné použitím systému EDGE (Enhanced Data for GSM Evolution), který představuje konečný vývoj datových komunikací uvnitř standardu GSM. V porovnání s klasickým GSM je zde použit jiný druh modulace. Celkové rychlosti datových přenosů se pohybují kolem 384 kbit/s.

1.6.4 Třetí generace mobilní sítě Pro označení třetí generaci mobilních systémů se používá zkratka UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). Jde o systémy, které pracují v pásmu 2 GHz a které sjednocují různé bezdrátové přístupové technologie současnosti do jedné pružné a výkonné infrastruktury schopné nabídnout široký rozsah multimediálních služeb s garantovanou kvalitou. V praxi to znamená plnou mezinárodní interoperabilitu a přístup k pokročilým službám, jako jsou např. videokonference a datové přenosy 384 kbit/s s plnou mobilitou (v dopravních prostředcích do 120 km/hod) a až 2 Mbit/s s omezenou mobilitou (pohyb chůzí méně než 10 km/hod).

11

Systém třetí generace UMTS podporuje všechny služby zamýšlené pro pevné širokopásmové sítě (ISDN). Na rozhraní mezi mobilní stanicí a sítí se využívá pro přenos dat na principu CDMA (Code Division Multiple Access). Jedná se o metodu, kde je možné celé frekvenční pásmo ve stejném čase sdílet více účastníky pomocí kódového dělení. Zajímavá vlastnost UMTS je také to, že jako první systém umožňuje mezinárodní handover. Tabulka 1 sumarizuje přenosové rychlosti využitelné pro uživatele dosažitelné různými mobilními systémy. Tabulka 1 - Přehled rychlostí mobilních systémů Technologie GSM HSCSD GPRS EDGE UMTS Zdroj: vlastní úprava

Komerčně zprovozněno 1992 1999 2000 2001 2002

Přenosové rychlosti 9,6 kbit/s 57,4 kbit/s 192 kbit/s 384 kbit/s 144kbit/s až 2 Mbit/s

Sbližování a prolínání informačních (počítačových) a telekomunikačních (pevná a mobilní) technologií se v poslední dekádě minulého století stalo významným faktorem, který začal vlastními specifickými impulzy ovlivňovat další vývoj v obou oborech. Proto si tento proces vysloužil i vlastní pojmenování - KONVERGENCE. Při bližším zkoumání tohoto oboru (procesu) můžeme rozlišit dvě linie - konvergenci sítí a konvergenci služeb.

12

2.

Pevná telefonie

Pojem pevná telefonie - signalizační systémy je spojen se zavedením automatizovaných telefonních systému. V digitálních spojovacích systémech a v sítích s těmito systémy je nutný přenos signalizace jak pro spojení uvnitř digitální sítě, tak i pro spojení mezi účastníky, z nichž jeden je připojen např. na digitální ústřednu a druhý na ústřednu analogovou (ústředny 2. a 3. generace). V souvislosti s digitalizací sítě je nutné řešit jednak signalizaci pro spolupráci analogových a digitálních ústředen, jednak signalizace v samotné digitální síti.

2.1 Druhy signalizace Každé telefonní spojení zahrnuje tři druhy signalizace:

1. Signalizaci mezi účastníky a ústřednou. 2. Signalizaci uvnitř ústředen. 3. Signalizaci mezi ústřednami.

Obr. 2 - Klasická struktura telefonní soustavy

Telefonní ústředna B

Telefonní ústředna A

Zdroj: vlastní znalosti

V telefonní síti se nejvíce využívají systémy ISDN (Integrated Services Digital Network), a proto se zaměříme na účastnickou a meziústřednovou signalizaci těchto systémů.

13

2.2 Účastnická signalizace Tato signalizace probíhá mezi účastnickým terminálem (koncovým zařízením) a ústřednou, na kterou je tento terminál připojen. Účastnická signalizace u analogových přípojek je velmi jednoduchá a v minimálně změněné podobě se používá od počátku zavedení automatického spojování. Tato signalizace používá k detekci požadavku změnu elektrických parametrů připojeného terminálu. Přenos číselné volby se provádí pomocí tónové volby. Zbývající informace účastník dostává v podobě odpovídajících kombinací tónů, které odpovídají konkrétnímu stavu spojení. ISDN je založena na digitální spojovací technice telefonních sítí a jejím cílem je integrace všech služeb do jediné univerzální sítě. Jednoduchá přípojka ISDN (základní přístup) může přes jednotné rozhraní připojit až 8 různých nebo stejných terminálů (telefon, fax, datový terminál (modem), videotelefon, atd.). V běžném případě je možné terminály různých služeb dosáhnout jedním volacím telefonní číslem přípojky. Každá jednoduchá ISDN přípojka má k dispozici dva přenosové kanály (každý o rychlosti 64 kbit/s) provozované na běžném měděném dvouvodičovém vedení. Síť ISDN má pro účastníka výhodu v tom, že všechny telekomunikační služby je možné provozovat na jediné přípojce, a tím na jediném vedení. Integrovaná síť ISDN není podle stavu specifikací (ITU-T, ETSI) žádnou přísně jednotně specifikovanou sítí, ale vytváří rámec, v němž mohou jednotliví provozovatelé národních sítí rozvíjet služby ISDN podle vlastních požadavků.

2.3 Základní přípojka Nejdůležitější přípojka ISDN systémů se nazývá základní nebo také přípojka se základním přístupem - Basic Access. Umožňuje použití dvou signálních kanálů (kanál B), každý s přenosovou rychlostí 64 kbit/s pro transportní digitální přenos signálních informací (hovor, data, text a obraz). Signalizace se přenáší v přídavném datovém kanálu 16 kbit/s (kanál D). Základní přípojka je běžná účastnická přípojka v síti ISDN (viz obr. 3).

14

Obr. 3 - Základní přípojka ISDN

Zdroj: Digitální komunikační sítě, skripta

2.4 Primární přípojka Účastnická zařízení s velkými požadavky na přenosovou kapacitu, jako např. pobočkové telefonní ústředny nebo datová zařízení, mohou být připojena do veřejné telefonní sítě přes zvláštní síťový přístup tzv. primární přistup - Primary Rate Access. Primární přípojka umožňuje připojení 30 kanálů B každý s přenosovou rychlostí 64 kbit/s a jednoho signalizačního kanálu D (64kbit/s). Spojení mezi účastnickým zařízením a veřejnou telefonní sítí je čtyřdrátové tzn. pro primární přípojky jsou zapotřebí 2 páry měděného vedení (viz obr. 4). Obr. 4 - Primární přípojka ISDN


15

Účastnická signalizace v ISDN má označení DSS1. Tato signalizace ctí veškeré vlastnosti referenčního modelu OSI a je zařazená do skupiny pod označením protokoly. Potom hovoříme o protokolu DSS1 kanálu D.

2.4.1 Architektura protokolu DSS1 Signalizace v kanálu D je definovaná pro spodní tři vrstvy OSI modelu a její průběh (protokol) je založen na doporučení ITU-T. V následujících odstavcích je popsán protokol DSS1 a protokol E-DSS1 pro ISDN, který z těchto doporučení vychází.

Obr. 5 - Architektura protokolu v kanále D


Úkoly spodních tří vrstev:

1. Fyzická vrstva (Physical Layer), tj. vrstva 1, zajišťuje synchronizaci přenosu digitálních signálů v kanálech mezi terminály a telefonní sítí současně v obou směrech – rozhraní U a S (doporučení I.430 a I431).

2. Spojová vrstva (Data Link Layer), tj. vrstva 2, zabezpečuje správnost přenosu informací vrstvy 3 mezi terminály a místní ústřednou. Ve vrstvě 2 se dále předpokládá i paketový přenos dat (doporučení Q.920 a Q.921).

3. Síťová vrstva (Network Layer), tj. vrstva 3, přenáší vlastní signalizaci mezi terminály a telefonní ústřednou (doporučení Q.930 a Q.931).

16

Poznámka: Uvedená architektura protokolu platí pouze pro kanál D. Funkce obou kanálů B je zajišťovaná pouze vrstvou 1.

2.4.2 Druhy provozu Podle druhu nosných služeb je možné rozlišovat tři druhy propojování: 1. Spojení s přepojováním okruhů (kanál B). 2. Spojení s přepojováním paketů v kanále B. 3. Spojení s přepojováním okruhů v kanále D.

Podle použitého druhu nosné služby se rozlišuje signalizace a její zpracování v síti. Jako příklad možné konfigurace je dále uveden referenční model pro spojení s přepojováním okruhů.

Spojení s přepojováním okruhů Spojení s přepojováním okruhů se používá u všech telefonních a u většiny datových spojení. Kanály B s přenosovou rychlostí 64 kbit/s se přenášejí transparentně mezi terminály (v koncovém provozu). Ve spojovacích polích jednotlivých telefonních ústředen se dané B kanály propojují na základě signalizace v kanále D. Spojení s přepojováním okruhů popisuje referenční model OSI obr. 6, v němž jsou jednotlivé kanály znázorněny odděleně.

Protokol vrstvy 1: Pro přenos kanálů B se v síti ISDN využívají pouze funkce vrstvy 1. Kanál D využívá vrstvy 1 a 2 odděleně pro každý úsek připojených vedení. Vrstva 1 zajišťuje přenos mezi koncovým zařízením a telefonní ústřednou jedné základní přípojky. Vrstva 2 zabezpečuje správnost přenosu pro jeden úsek spojení (vedení) mezi terminálem a telefonní ústřednou.

17

Obr. 6 - Referenční model ISDN pro spojení s přepojováním okruhů


Protokol vrstvy 2: Vrstva 2 zajišťuje zabezpečení přenosu zpráv vrstvy 3 v kanále D a případně i paketový přenos dat pro data vrstvy 3. Vrstva 2 přitom vyžívá principu přenosu HDLC-LAPD. Ten vychází ze základního přenou HDLC-LAPB, který se využívá pro paketový přenos dat (X.25) a je rozšířen o specifické požadavky ISDN. Podobně jako při každém principu HDLC se i u HDLC-LAPD přenášejí zprávy vrstvy 3 v tzv. blocích (rámcích), které jsou opatřeny pořadovým vysílacím číslem a na konci bloku kontrolní bitovou kombinací pro zabezpečení přenosu.

18

Obr. 7 - Struktura bloku zprávy vrstvy 2

Zdroj: Digitální komunikační sítě, skripta, vlastní úpravy Struktura řídícího pole závisí na druhu bloku (blok I, S, U, UI). Přenos zpráv vrstvy 3 probíhá v informačních blocích (I). Přenášené informační bloky jsou očíslovány (čítač pořadového čísla je pouze v blocích (I). Správný přenos bloků I je potvrzován rovněž blokem I nebo řídícím blokem (S). K tomu se využívá pořadového čísla přijímaného bloku I nebo bloku S. Velikost okna určuje, kolik smí být vysláno bloků I aniž by bylo přijato potvrzení z druhé strany. Pro základní přípojku ISDN je tato velikost nastavena na 1, to znamená, že každý vysílaný blok I musí být z druhé strany potvrzen před tím, než se může vyslat další blok. U primární přípojky je tato velikost nastavena na 7, může být vysláno 7 bloků I za sebou a teprve potom se očekává potvrzení. Bez potvrzení smí být vysláno vždy sedm bloků. Přijímač může pomocí bloku S zobrazit svůj stav (připraven Receiver Ready) nebo nepřipraven (Receiver Not Ready) a dojde-li k větším chybám protokolu, může blok odmítnout např. při nedodržení pořadového čísla vysílaného bloku (reject). Nečíslované bloky U se používají pro inicializaci rozšířeného asynchronního módu (SABME – Set Asynchronous Balance Mode Extended), zrušení spojení ve vrstvě 2 (DISC - Disconnect), potvrzení (UA – Unnumbered Acknowledge), odmítnutí chybných bloků (FRMR – Frame Reject) a okamžité zrušení spojení vrstvy 2 i když se neočekává potvrzení (DM – Disconnect Mode). Dále je v HDLC LAPD zaveden blok UI (Unnumbered Information), který přenáší informaci vrstvy 2 (TEI - Management) nebo vrstvy 3 (příchozí volání), aniž

19

by předtím bylo sestaveno spojení vrstvy 2 pomocí SABME. Bloky UI nejsou z druhé strany potvrzovány.

Protokol vrstvy 3: V doporučení Q.931 (DSS1) jsou specifikovány zprávy a jejich výměna pro signalizaci v kanále D. Při odbavování protokolu kanálu D mají instance vrstvy 3 k dispozici omezený počet typů zpráv. Struktury těchto zpráv jsou specifikovány pro každý typ zprávy. Zprávy vrstvy 3 se člení na záhlaví a informační pole. V záhlaví je obsažen „typ zprávy“, který označuje jednotlivé signalizační zprávy (např. obsazení – SETUP, volba – INFO, atd.). Tyto zprávy obsahují např. druh obsazení (telefonní spojení, data apod.), požadavky na nosnou službu (s přepojováním okruhů nebo paketů) nebo signálový kanál, který má být použit (u základní přípojky kanál B1, B2 nebo při paketovém spojení kanál D). V doporučení Q.931 je stanoveno, který informační prvek musí nebo může určitý typ zprávy obsahovat.

Obr. 8 - Struktura zprávy vrstvy 3

Zdroj: Digitální komunikační sítě, skripta, vlastní úpravy

Záhlaví kromě toho obsahuje ještě prvky jako reference volání (Call Reference) a rozlišení protokolu (Protocol Discriminator). Rozlišení protokolu specifikuje různé protokoly kanálu D a reference volání určuje různé signalizační činnosti ISDN. Celkově nemají zprávy vrstvy 3 překročit 260 oktetů (bajtů).

20

Rozlišení protokolu označuje všechny zprávy určitého protokolu. Různé protokoly používají různé hodnoty rozlišení protokolu. Rozlišení protokolu „1“ označuje mezinárodně standardizované zprávy pro řízení spojení mezi účastníkem a sítí podle DSS1.

Obr. 9 - Rozlišení protokolu E-DSS1


2.5 Reference volání Všechny signalizační zprávy základní přípojky, které patří k jedné signalizační činnosti jsou v poli reference volání (Call Reference) označeny stejně. Na začátku určité signalizační činnosti (např. vyzvednutí mikrotelefonu (sluchátka) telefonního přístroje ISDN) se určí hodnota reference volání. Při použití reference volání může probíhat u základní přípojky nebo také uvnitř terminálu více současných signalizačních činností. Po skončení signalizace (např. po položení mikrotelefonu) se tato reference volání opět uvolní. Má pouze místní význam pro základní přípojku tzn. reference volání jednoho spojení mohou mít různé hodnoty u účastníka A a B. Současně a nezávisle probíhající signalizační činnosti jsou např.: současné odbavování více spojení (např. dvě různé služby) na multifunkčním terminálu, signalizační funkce pro spojení na obou kanálech B a nezávisle na tom řízení funkcí třetím terminálem (např. programování doby buzení) a nebo řízení funkcí např. přepojování mezi dvěma nezávislými spojeními při použití pouze jednoho kanálu B.

2.5.1 Příklad protokolu pro spojení (přepojování okruhů) Po vyzvednutí mikrotelefonu (sluchátka) účastník A (volající viz. obr. 10) signalizuje obsazení vysláním zprávy SETUP. Ve zprávě SETUP mohou být zahrnuty případně i všechny číslice volby. Jestliže se ve zprávě SETUP žádné číslice volby nevyšlou, v telefonní ústředně se pro službu "telefon" zapojí oznamovací tón do signálového kanálu 21

B. V kanále D se vyšle do terminálu účastníka A potvrzovací zpráva SETUP ACK. Tato zpráva znamená, že telefonní ústředna přijala zprávu o obsazení. Současně se do terminálu vyšle zpráva o čísle kanálu B, který bude pro spojení použit. Jakmile začne účastník A volit, vyšle se pro každou číslici volby zpráva INFO, která obsahuje tuto číslici. Po přijetí první číslice volby se v ústředně odpojí oznamovací tón. Po tom, co se v cílové ústředně vyhledá volaný účastník (účastník B) vyšle ústředna účastníka A zprávu CALL PROCeding a signalizuje tím účastníkovi A, že nebudou přijímány další číslice volby. V případě, ze volba účastníka A nebyla úplná, vyšle se zpráva CALL PROC po určité době a spojení se vybaví. Jestliže byly všechny číslice volby již vyslány ve zprávě SETUP, vyšle se zpráva CALL PROC jako odpověď na zprávu SETUP. Zpráva SETUP ACK se v tomto případě nevysílá. V obou případech se začne vysílat vyzvánění do koncových terminálu přípojky účastníka B. Protože konfigurace základní přípojky není v telefonní ústředně zaznamenána, vysílá se zpráva SETUP (příchozí volání) na straně volaného na všechny připojené terminály. Zpráva SETUP obsahuje všechna data pro kontrolu kompatibility, např. číslo volaného a především druh služby požadované pro toto spojení. Zpráva SETUP se přijme na všech terminálech volaného. Všechny terminály, které splňují zadané požadavky kompatibility, odpoví do ústředny (v tomto případě dva telefonní přístroje základní přípojky). Při telefonním spojení vyzvánějí nyní oba telefony a signalizují toto vysláním zprávy ALERTing. Obě zprávy ALERT mají stejnou hodnotu reference volání. První zpráva ALERT, která byla přijata v síti se sdělí do terminálu účastníka A. Současně se zapojí vysílání kontrolního vyzváněcího tónu v kanále B. Jestliže jeden účastník vyzvedne, vyšle se zpráva CONNect. Současný příjem dvou zpráv CONN z různých ústřednových terminálů je použitím přístupové metody v kanále D vyloučen. V dalším průběhu zprávy CONN se propojí signálový kanál (kanál B) a zahájí se tarifování hovoru. Vyslaná zpráva CONN se potvrdí zprávou CONN ACK. Kontrolní vyzváněcí tón přípojky účastníka A ústředna po přijetí zprávy CONN ACK odpojí. Všechny terminály, které na straně volaného vyslaly zprávu ALERT, avšak spojení k nim nebylo propojeno se vybaví (odpojí) vysláním zprávy RELease z ústředny. To se potvrdí vysláním zprávy RELease COMplete. Tyto terminály se pak uvedou do klidového stavu. Spojení se zruší zavěšením mikrotelefonu účastníka B (A). Po zavěšení vyšle terminál účastníka B zprávu DISConnect. Touto zprávou se zruší propojení signálových kanálu (B) tzn. kanály B se uvolní. Zpráva DISC se přenese do přípojky volajícího (účastníka A), a tím se ukončí také tarifování hovoru. Na příjem zprávy DISC odpoví ústředna, případně terminál účastníka A vysláním zprávy REL. Tím se potvrdí uvolnění kanálu B a zahájí se 22

ukončení signalizační činnosti. To se potvrdí zprávou REL COM a tím se uvedou zařízení vrstvy 3 do klidového stavu. Jestliže účastník v určené době nepoloží mikrotelefon, vyšle ústředna zprávu REL. Zpráva REL má na straně účastníka A stejný význam jako bylo popsáno výše pro volaného účastníka B.

Obr. 10 - Příklad realizace protokolu E-DSS1


23

2.6 Síť SS7 CCITT (ITU-T) specifikovala signalizační systém SS7 jako standard, aby bylo zajištěno, že systémy od různých výrobců budou schopny spolupráce. Signalizační systém SS7 spolu s programově řízenými spojovacími systémy se hojně používá v digitálních sítích po celém světě i v České Republice. Tento signalizační systém tvoří také základ komunikace mobilních systémů GSM.

2.7 Součásti sítě SS7 Základní struktura spojovacího systému se signalizací SS7 je uvedena na následujícím obrázku obrázku. Obr. 11 - Základní struktura spojovacího systému SS7


Ústředny v signalizační síti se nazývají signalizační body. Je nutné rozlišovat signalizační body (SP) a signalizační tranzitní body (STP) (obr. 12). Kód signalizačního bodu (Signaling point code SPC) jednoznačně identifikuje každý signalizační bod uvnitř celé signalizační sítě. Signalizační spoje (Signaling Links) přenášejí signalizační informace mezi ústřednami A a B.

24

Obr.12 - Signalizační body SP a STP


Svazek (Link Set) je množina signalizačních spojů mezi dvěma ústřednami. Paralelní směrování hovorových a signalizačních kanálů se nazývá přidružený mód. Tento mód je doporučován v případě, že spojení mezi telefonními ústřednami A a B vyžaduje velké množství hovorových / datových kanálů (obr. 13). Obr. 13 - Paralelní směrování


25

V signalizační síti SS7 mohou být signalizační zprávy přenášeny po různých cestách (signalizační cesty) - obr. 14. Obr. 14 - Rozmanitost signalizačních cest

Zdroj: Digitální komunikační sítě, skripta Chce-li ústředna A poslat zprávu ústředně B, může si vybrat mezi třemi cestami. Je-li třeba vybrána cesta 2, bude další směrování řídit ústředna C. Pokud je dále zvolená cesta b, další směrování pak zajistí ústředna E.

Národní a mezinárodní úroveň systému SS7 Obr. 15 - Národní úroveň systému SS7


26

Obr.16 - Mezinárodní úroveň systému SS7


Velice důležité pro plánování systému SS7 je zajištění odolnosti proti zacyklení signalizačních zpráv. Také při každé změně programového vybavení ústředen musí být kontrolovány případné změny jejich chování jako signalizačních uzlu. I když nové rysy v chování telefonních ústředen jsou v souladu s doporučeními standardizačních institucí, mohou za určitých okolností zhoršovat stabilitu sítě SS7. Toto zhoršení pak musí být kompenzováno změnou směrování nebo modifikací konfigurace sítě. Všechny tyto aktivity jsou součástí tzv. konfiguračního managementu signalizační sítě. Vzhledem ke komplexnosti signalizační sítě nelze její jednotlivé části udržovat a řídit odděleně od ostatních. Na rozdíl od sítě hovorové se totiž nejedná o množinu bilaterálních relací, ale o strukturu, kde příčina potíží pozorovaných v daném regionu regionálním dohledovým pracovištěm muže ležet mimo dosah jimi spravované části sítě.

27

2.8 Pevná IP telefonie Na rozdíl od obecně rozšířených představ není dnes IP telefonie o nic méně spolehlivější než klasická telefonní síť s pobočkovými telefonními ústřednami. Obvyklým cílem v této oblasti je spolehlivost vyjádřená pěti devítkami (99,999 %), což znamená maximálně 5,3 minuty prostojů za rok. Tohoto cíle lze dosáhnout jednak kombinací správných postupů (Best Practices) v oblasti plánování, návrhu, implementace a provozu, jednak zdvojením všech důležitých prvků sítě tak, jak je to běžné i v klasické telefonii. Dostupnost řešení IP telefonie se dá teoreticky určit podrobným prozkoumáním charakteristik dostupnosti v několika oblastech s využitím známých analytických technik. Jenom tak se dá zajistit, aby vybraný produkt nebo služba splnily očekávání, tj. splnily očekávanou úroveň služeb, měly potřebnou dostupnost a navíc umožnily další zlepšování těchto charakteristik v budoucnu. Dostupnost IP sítě se musí týkat jednotlivých oblastí jako celku tj. spolehlivosti hardwaru, spolehlivosti softwaru, dostupnosti linky, dostupnosti elektrické energie, spolehlivosti návrhu sítě a procesů pro řešení uživatelských chyb a podporu sítě. Dostupnost linky se může týkat všech oblastí, protože sítě poskytovatele služeb se mohou stát obětí stejných příčin selhání jako jakékoli jiné podnikové prostředí. Návrh sítě se týká možností topologie a selhání systému. V prostředích IP telefonie to může zahrnovat konvergenci směrovacích protokolů, selhání systému pro správu hovorů atd. Procesy pro řešení uživatelských chyb a podporu sítě zahrnují takové postupy správy sítě, které podporují konzistentnost sítě, udržují možnosti technické podpory na potřebné výši a minimalizují dobu potřebnou k rychlému řešení problémů. Sebelepší technologie však nemůže zabránit prostojům zaviněným lidskou chybou nebo selháním procesu. Domnívám se, že selhání lidí nebo procesů, kteří jsou zodpovědní za nedostupnost služeb konvergovaných sítí je zhruba 40 procent. Dodavatelé klasických telefonních ústředen stejně jako prodejci technologií pro IP telefonii mají podobné zkušenosti. S příčinami těchto selhání a také způsob jejich řešení je v obou prostředích podobný. Jde o procesy rychlé identifikace a řešení problémů, udržování modularity a konzistentnosti sítě a způsoby proaktivního řešení potenciálních problémů.

28

3.

Mobilní telefonie

3.1 GSM Síť standardu GSM je založena na tzv. celulární struktuře. To znamená, že celé území je rozděleno na buňky. Každá buňka obsluhuje oblast o určitém poloměru R. Uvnitř každé buňky bývá většinou základová stanice - toto nemusí platit vždy, protože u pokrytí směrového může jedna BTS (základní stanice) pomocí směrových antén obsluhovat až tři buňky. Sousedící buňky vytváří společné svazky. V tomto svazku jsou každé z nich přiděleny kmitočtové kanály. Kmitočty se v jednom svazku nesmí opakovat, jinak by docházelo k rušení. Stejného kmitočtu může být použito až u buňky, která je vzdálena 5R (5 krát poloměr buňky).

GSM síť můžeme jednoduše rozdělit do tří subsystémů: •

Systém základových stanic - BSS

•

Síťový a spínací systém - NSS

•

Operační a podpůrný systém – OSS

Obr. 17 - Základní struktura GSM sítě


29

Systém BSS se skládá z určitého počtu základových stanic BTS (3-5 ks) a řídící jednotky BSC. BTS-ky zajišťují radiové spojení s mobilními telefony. Řídící jednotka se stará o provoz radiového rozhraní, přidělování radiových kanálů mobilním telefonům a handover. Pokud přecházíme z oblasti jedné základové stanice na území, které je obsluhováno jinou BTS, pak se musí vysílač/přijímač mobilu přeladit na jiný kanál a tomuto automatickému přepnutí se říká handover. Tato funkce je důležitá např. při jízdě autem po dálnici, kdy dochází k častému střídání BTS. Systém NSS se stará o komunikaci mezi uživateli sítě GSM a o komunikaci uživatelů s dalšími externími sítěmi (veřejná telefonní síť, satelitní síť, atd.) Základním funkčním blokem NSS je mobilní spínací ústředna MSC. V jednoduchosti lze říci, že má stejný význam jako klasická telefonní ústředna v pevné síti (navazování spojení, spínací funkce apod.), ale navíc je ještě doplněna o identifikační bloky: •

Domovský lokační registr HLR - jedná se o databázi, kde jsou shromážděny údaje o všech zaregistrovaných účastnících (služby, které má uživatel aktivovány, placení účtů apod.).

•

Návštěvnický lokační registr VLR - tento registr uchovává přechodně aktuální informace o mobilních účastnících pohybujících se v oblasti příslušné MSC. Když uživatel opustí oblast dané MSC, jsou tato data zrušena. Jedná se v podstatě o dočasnou kopii HLR.

•

Ověření identity účastníka AUC a registr mobilních stanic EIR - tato databáze obsahuje identifikační čísla IMEI mobilních telefonů. Tím lze zamezit neoprávněnému používání mobilního telefonu..

Systém OSS řídí provoz a údržbu všech GSM zařízení: 1. Provozní a servisní centrum OMC řídí provoz ostatních subsystému (BSS, NSS). 2. Centrum managementu sítě NMC zajišťuje celkové řízení toku informací v síti. 3. Administrativní centrum ADC se zabývá administrativními úlohami (tarifikace, registrace účastníků, placení účtů apod.).

30

3.1.1 Přihlášení mobilního telefonu do sítě Mobilní přístroj vyšle své identifikační číslo prostřednictvím BTS a BSC až do MSC. Blok AUC vyšle směrem k mobilní stanici náhodné číslo, které je zde přeměněno na základě algoritmů v SIM-kartě na jiné číslo. Toto číslo je jako originální odezva zasláno zpět do MSC. V bloku VLR je tento údaj porovnán s databázovými údaji účastníka a když se shodují, je povolen přístup do sítě. Pro zajištění anonymity účastníka je komunikující stanici dále přiděleno prozatímní identifikační číslo. V GSM sítích pracujících na frekvenci 900 MHz jsou k přenosu signálu vyhrazena dvě frekvenční pásma o šířce 25 MHz a vzájemném odstupu 45 MHz. Frekvenční pásmo vysílače mobilní stanice je 890-915 MHz a frekvenční pásmo přijímače je 935-960 MHz. Na jednom kanálu se přenáší 8 nezávislých modulačních signálů nebo-li 8 telefonních hovorů. V síti se využívá tzv. kombinovaný multiplex TDMA a FDMA. TDMA (vícenásobný přístup s časovým dělením) předpokládá v daném frekvenčním pásmu vytvoření časového rámce. FDMA (vícenásobný přístup s kmitočtovým dělením) spočívá v tom, že danou frekvenci rozdělíme na subpásma, kterým jsou přiřazeny jednotlivé kanály. V rámci FDMA jsou obě frekvenční pásma rozdělena na 124 subpásem o šířce 200 kHz. Každý frekvenční kanál se metodou TDMA rozdělí na 8 časových dílů (time slotů). Skupina 8 po sobě následujících time slotů tvoří TDMA rámec. Každý time slot o délce 156,25 bitů obsahuje data různého druhu, kterým se říká burst. Máme 4 druhy burstů (normal burst, acces burst, synchronizační burst a burst kmitočtové korekce). Protože na jednom kmitočtu musí do sebe přesně zapadnou 8 time slotů, je třeba vyslat signály ze vzdálenějších mobilů k BTS s předstihem. K tomu se využije synchronizačního burstu. Před navázáním spojení vyšle mobil S burst, který je vyhodnocen BTS. Základová stanice zjistí k jaké časové prodlevě došlo (time advence). Tato časová prodleva nám udává jakou dráhu musí urazit radiový signál. Time slot (náš hovor) trvá uvnitř TDMA rámce 577 mikrovteřin. Signál musí trasu mobilní telefon a BTS a zpět stihnout za 233 mikrosekund. Když vynásobíme rychlost radiového signálu a 233 mikrosekund dostaneme, že signál musí urazit dráhu 70 km. Tak dostaneme maximální

31

poloměr dosahu BTS, což je 35 km. Tento způsob přenosu umožňuje dobře hospodařit s frekvencí a zajišťuje odolnost modulovaného signálu. Pro mobilní síť je velice důležité kódování řeči. Lidský hlas (analogový signál) je převeden do digitální podoby. Na straně příjemce je opět převeden na analogový signál. Aby kvalita přenášeného zvuku byla co nejlepší a zároveň zabírala co možná nejmenší šířku pásma, používá se kódování (tzv. kodek). Bitová rychlost (bite rate) zakódovaného hlasu při kódování EFR je 12,2 kbps. K těmto hlasovým datům se přidávají ještě opravná a signalizační data o velikosti 11-12 kbps (známý S burst a burst kmitočtové korekce). Ve zhoršených příjmových podmínkách mohou být hlasová data poškozena natolik, že je opravné kódy nedokáží obnovit. Proto se používá postup, který hlasová data dokáže zakódovat úsporněji a tím nám zůstane více prostoru pro opravná data.Technologie AMR implementuje proměnlivou bitovou rychlost do EFR. Pracuje s osmi různými bite rate 12.2, 10.2, 7.95, 7.40, 6.70, 5.9, 5.15, 4.75 kbit/s. Automaticky se volí rychlost pro kodek přibližně každých 20 ms.

3.2 UMTS Mobilní sítě 3. generace (označované též jako systémy 3G) jsou implementovány do existujících mobilních sítí 2. generace (GSM). Evropská verze systémů 3G se nazývá UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). Oproti GSM systém UMTS přináší pro uživatele několik vylepšení. Mezi hlavní z nich patří podpora několika současně aktivních služeb. Uživatel může mít např. spuštěnu videokonferenci a současně si ze serveru stahovat své e-maily. Vlastnosti spojení na rádiovém rozhranní (rychlost, zpoždění, chybovost, atd.) mohou být dohodnuty a optimalizovány dle konkrétní služby. Neboť není v současné době možné jednoznačně předvídat charakter a ráz budoucích služeb, není taktéž rozumné optimalizovat UMTS pouze pro určitou vybranou třídu služeb. Z tohoto důvodu jsou UMTS specifikace obecnějšího charakteru, jež umožňují podporu stávajících služeb a usnadní implementace nových služeb. Pro mobilní sítě 3. generace byla zvolena na rádiovém rozhranní technologie CDMA (Code Division Multiple Access). Pro UMTS je použita varianta WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access), širokopásmová přístupová metoda. V CDMA neexistuje 32

žádné časové dělení a všichni uživatelé používají přidělené frekvenční pásmo po celou dobu komunikace. K rozeznání různých uživatelů, kteří používají jedno frekvenční pásmo současně, se používá uživateli přidělený binární kód. V UMTS je úzkopásmový uživatelský signál rozprostřen do frekvenčního pásma 5 MHz (šířka kanálu) vynásobením uživatelského bitového toku pseudonáhodnou bitovou sekvencí. UMTS využívá pro duplexní přenos jak FDD (Frequency Division Duplex) pro párové pásmo tak TDD (Time Division Duplex) pro pásmo nepárové. Pro FDD byla zvolena přístupová metoda WCDMA, kdežto pro TDD přístupová metoda TD-CDMA (Time Divison CDMA). Tabulka 2 - Frekvenční pásma v UMTS

Zdroj: ČTÚ, vlastní úpravy Cílem systému GSM byl přenos hovorového signálu a mezinárodní roaming. Ve srovnání s tím, systém UMTS je zaměřen na multimediální služby a vysokorychlostní datové přenosy. Původní myšlenkou sítí UMTS bylo nabídnout tuto službu tam, kde se koncentrují potenciální zájemci, tedy ve velkých městech a v hustě obydlených oblastech. Například ve Švédsku, které je celoplošně pokryto sítí GSM, se staví malé ostrůvky sítí

33

UMTS pokrývající pouze největší švédská města. S malými modifikacemi by takový model měl, alespoň zpočátku po zavedení UMTS, fungovat v celé Evropě. Na obr. 18 je zobrazena zjednodušená struktura systému UMTS. V nejvyšší úrovni se nachází páteřní síť CN (Core Network). Směrem k uživatelům dále následuje radiová přístupová síť UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network), a konečně uživatelé přistupují k UMTS síti pomocí uživatelských terminálů UE (User Equipment). Obr.18 - Struktura systému UMTS

Zdroj: interní materiály GTS Novera, a.s., vlastní úpravy Přístupové síti UTRAN odpovídá v GSM oblasti subsystém základnových stanic BSS (Base Station Subsystem) a páteřní síti CN odpovídá síťový spojovací subsystém NSS (Network and Switching Subsystem).

3.2.1 Uživatelský terminál Uživatelský terminál (UE) je v podstatě "mobilní telefon", který se skládá ze dvou částí (viz obr.19). Je to jednak část označovaná jako ME (Mobile Equipment), jež se stará o navázání radiového spojení přes rádiové rozhraní. Druhá část, je podobně jako u sítí GSM, karta SIM. V UMTS se značí jako USIM (UMTS Subscriber Identity Module). USIM slouží k identifikaci uživatele, uchovává autorizační a šifrovací klíče plus některé další informace vyžadované terminálem. V rámci UMTS struktury, uživatelský terminál nepatří do části UTRAN, jedná se o samostatnou součást systému UMTS.

34

Obr.19 - Schéma uživatelského terminálu


3.2.2 Přístupová síť Přístupová síť (UTRAN) představuje část sítě, která umožňuje uživatelům mobilní přístup ke službám poskytovaným páteřní sítí CN pomocí rádiového prostředí (rozhranní Uu). V této souvislosti plní UTRAN dvě hlavní funkce: •

Zprostředkování rádiového přenosu.

•

Řízení a přidělování rádiových prostředků.

Pro splnění těchto funkcí jsou definovány dvě síťové jednotky: •

Node B – jedná se o základnovou stanici systému UMTS (obdoba BTS v GSM).

•

Radio Network Controller (RNC) – řídicí jednotka rádiové sítě (obdoba BSC v GSM).

Síť UTRAN se skládá z jednoho nebo více subsystémů rádiových sítí RNS (Radio Network Sub-system). Každý tento subsystém řídí jednotka RNC, která je připojena do páteřní sítě přes rozhranní Iu. Oproti GSM, UMTS definuje propojení mezi RNC (rozhranní Iur). Jednotka RNC má na starost rádiové zdroje a jejich management pro určitou geografickou oblast, rozdělenou na

35

jednotlivé buňky. O pokrytí jednotlivých buněk rádiovým signálem se starají základnové stanice, označované Node B. Základnové stanice jsou s RNC propojeny přes rozhranní Iub. Obr. 20 - Struktura a rozhranní přístupové sítě UTRAN

Zdroj: interní materiály GTS Novera, a.s., vlastní úpravy Při každém uskutečněném spojení pracuje jeden RNC jako tzv. Serving RNC (SRNC). Jedná se o RNC, který v průběhu spojení komunikuje s páteřní sítí. V případě přechodu účastníka do oblasti jiného RNC, slouží tento nový RNC jako tzv. Drift RNS (DRNC). Úkolem DRNC je podpora pro SRNC tím, že poskytuje rádiové prostředky v době, kdy spojení mezi UTRAN a UE vyžaduje použití buněk, kontrolovaných tímto RNC. V případě, že DRNC má přímé připojení k CN, může později převzít úlohu SRNC.

3.2.3 Základnová stanice Základnová stanice (Node B) obsahuje rádiové přijímače, vysílače a anténní systém obsluhující jednu nebo více buněk a slouží jako jednotka, zprostředkující přenos dat mezi rádiovým rozhraním na jedné straně a pozemskou pevnou částí sítě na straně druhé. Node-B také může podporovat různé přístupové techniky (W-CDMA, TD-CDMA).

36

Základními funkcemi jednotky Node-B jsou modulace a demodulace, vysílání a příjem, kódování fyzických kanálů, mikro diverzita, ochrana proti chybám a řízení vysílacího výkonu.

3.2.4 Řídící jednotka rádiové sítě Řídící jednotka rádiové sítě (RNC) kontroluje funkčnost jedné nebo několika základnových stanic. Má na starost přidělování rádiových prostředků (kódů, výkonu) a sledování pohyb (mobilitu) účastníka. Mezi funkce RNC patří řízení rádiových prostředků, přidělování rádiových kanálů, kontrola přístupu (zabezpečení), šifrování, řízení handoveru, řízení vysílacího výkonu, makro diverzita, segmentace a zpětné slučování a bezchybný přenos dat. V přístupové síti UTRAN jsou definována čtyři logická rozhraní, která propojují jednotlivé funkční jednotky této sítě a propojují UTRAN s dalšími jednotkami systému UMTS: 1. Iu mezi RNC a CN – v případě propojení UTRAN a domény CN s přepojováním okruhů je toto rozhraní nazváno Iu-CS a koncovým bodem je ústředna MSC (Mobile Switching Centre). V případě propojení RNC na doménou s přepojováním paketů se jedná o rozhraní Iu-PS a koncovým bodem je uzel SGSN (Serving GPRS Support Node). 2. Uu mezi Node B a UE. 3. Iub mezi RNC a Node-B. 4. Iur mezi dvěma RNC. Komunikace na výše zmíněných rozhraních je popsána souborem protokolů pro jednotlivé vrstvy v souladu s principem vrstvového modelu OSI. Všechna tato rozhraní jsou využita pro přenos signalizace i informačních signálů.

3.2.5 Páteřní síť Páteřní síť (CN) či jádro sítě UMTS zajišťuje spojovací funkce (propojení účastníků, směrování paketů), udržuje a aktualizuje důležité uživatelské informace (poloha, bezpečnost, účtování) a zajišťuje propojení do externích sítí (ISDN, X.25, PSTN, Internet, atd.). Jádro sítě UMTS je rozděleno na dvě domény – doména s přepojováním okruhů CS

37

(Circuit Switched) a doména PN s přepojováním paketů (Packet Switched). Tyto dvě domény některé síťové jednotky sdílejí, jiné náleží pouze jedné doméně. Doména CS obsahuje telefonní ústředny MSC a GMSC, které mohou být s určitými změnami převzaty ze současných GSM sítí. Doména PS je složena ze síťových entit pro podporu GPRS (GSN), tj. SGSN a GGSN. Obr. 21 - Struktura a rozhranní UMTS


I v CN je opět definováno několik logických rozhraní. Konkrétně se jedná o rozhraní vůči přístupové síti UTRAN, tedy Iu-PS a Iu-CS. Mezi důležitá rozhraní patří například rozhraní Gn propojující jednotlivé uzly GSN. Rozhraní Gi umožňuje propojení s externími sítěmi založenými na protokolech IP nebo X.25. Další rozhraní jsou použita pro přenos signalizačních dat a jsou shodná s rozhraními v sítích GSM. Pro spolupráci jednotlivých UMTS sítí a pro podporu roamingu je třeba definovat ještě rozhraní Gp. Rozhraní Gp slouží k propojení sítě s dalšími pozemskými mobilními telekomunikačními sítěmi PLMN (doména s přepojováním paketů).

38

Paketově orientovaná doména páteřní sítě pracuje na protokolu IP a z pohledu externí IP sítě se uzel GGSN jeví jako běžný IP směrovač (router). Pro podporu a správnou funkci protokolu IP by měl být v síti operátora dále provozován firewall, tedy ochrana proti nežádoucímu vniknutí z externích sítí. Dále pak služba doménových jmen DNS (Domain Name System) a určitým způsobem musí docházet k přidělování IP adres jednotlivým zařízením. Tuto funkci může plnit GGSN nebo server DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol).

39

4. Vznik konvergovaných služeb a konvergovaných sítí 4.1 Úvod - definice konvergence Konvergence se stává nevyhnutelným trendem v budoucím rozvoji pevných a mobilních sítí. Pro zákazníky z ní plyne například možnost personalizovaných služeb. Operátoři zase tímto způsobem ušetří náklady a zkvalitní svou servisní nabídku, čímž přilákají nové zákazníky. V procesu

konvergence (konvergence sítí)

je využíváno

obecných technologií,

a technologií postavených na otevřených standardech – jedině tak lze dosáhnout propojení/konvergence různých telekomunikačních sítí a síťových prvků. Konvergence násobí účinek síťových zdrojů - například místo analogové a datové sítě vzniká jediná konvergovaná – čímž snižuje náklady na provoz a zvyšuje konkurenceschopnost operátora. Konvergence firmám umožňuje rovněž poskytování rozmanitějších služeb, nehledě na to, zda se zákazník momentálně nachází v pevném či mobilním prostředí. Toto je velice důležité ve stávající ekonomické situaci, kdy společnosti i jednotlivci se snaží ušetřit náklady. Konvergované služby jsou jednou z možností jak ušetřit prostředky jak pro operátory, tak i pro koncové zákazníky.

Podle studie Institutu elektroniky a telekomunikací ETRI (Electronics and Telecommunications Research Institute) je konvergovaná infrastruktura výsledek spojení následujících subjektů v jeden celek: 1) Hlas - data a média 2) Informace - zábava a komunikace 3) Vysílání - telekomunikace a Internet 4) Počítače - terminály a elektronika v domácnosti

V současné době je velmi horkým tématem konvergovat mobilní a pevnou síť. V praxi tak, že bychom jedním přístrojem mohli volat jak v síti pevné, tak i mobilní.

40

4.2 Konvergence hlas a data Telefonní sítě jsou založeny na principu časového dělení (TDM), kde jsou kanály pro jednotlivé uživatele vysílány opakovaně po sobě a na principu spojování okruhů, které rezervuje spojení mezi účastníky po celou dobu jeho trvání. Telefonní sítě jsou obecně označovány zkratkou PSTN (Public Switched Telephone Network) a vyvinuly se z původních analogových sítí na pozdější digitální sítě ISDN (Integrated Services Digital Network). Primárně jsou určeny pro přenos telefonního signálu, ale nabízejí další služby pro přenos obrazu, videa, dat, atd. Datové sítě byly od počátku vyvíjeny pro elektronický přenos dat. Vyvíjeli se nejprve samostatně, jako izolované lokální sítě, které byly následně propojovány s využitím modemů přes telefonní síť. Avšak vývoj datových sítí byl velice rychlý a postupně došlo k přímému propojení jednotlivých sítí v rámci celosvětové datové sítě - Internetu. Pokud porovnáme oba typy sítí, zjistíme základní odlišnosti. Telefonní sítě vytvářejí spojení, které je udržováno po celou dobu hovoru. A to i v okamžicích, kdy není přenášen žádný užitečný obsah (například uživatel nemluví) a tím je blokováno využití kanálu pro ostatní účastníky. Tento problém je v datových sítích vyřešen paketovým přenosem. Pokud uživatel odesílá nebo přijímá data, je tato informace uložena do paketů a přenášena sítí. V případě klidu je přenosové médium volné a může být využito jiným účastníkem. Z výše uvedeného vyplývá efektivnější využití přenosových cest při použití paketového přenosu. Druhou odlišností, tentokráte ve prospěch telefonních sítí, je spolehlivost přenosu informace. Jelikož jsou okruhy rezervovány pro dané spojení, je zaručena jeho průchodnost a díky vlastnostem telekomunikačních zařízení také další parametry, jako zpoždění či konstantní šířka pásma. Naproti tomu v datových sítích, které pracují na principu snahy o nejlepší možnou kvalitu, nejsou tyto parametry zaručeny a informace nemusí vždy dorazit k cíli. Konvergovaná hlasová a datová síť navíc může sloužit jako platforma pro zavádění řady nových, funkčně bohatých aplikací jako jsou unifikovaný messaging, IP telefonie a řešení pro kontaktní centra založená na IP, atd.. Domnívám se, že například sjednocený messaging může u kontaktních center vytvořit každý den 25 až 40 minut produktivního času navíc a snížit náklady na technickou podporu a administrativu spojenou s elektronickými zprávami až o 60 - 70 %.

41

4.3

Konvergence IP

IP komunikace (i prostřednictvím Internetu) je technologie, kterou je možno zavádět už dnes i v prostředí u velkých (korporátních) zákazníků. Spojení existujících hlasových a datových sítí do jediné komunikační sítě založené na protokolu IP, hraje důležitou roli při hledání nových způsobů jak zvýšit produktivitu zaměstnanců a ziskovost podniku, snížit provozní náklady a získat konkurenční výhodu. Díky tomu, že se datová a hlasová síť pro přenos obrazu sjednocují, klesají náklady na výstavbu a rozšiřování síťové infrastruktury a dochází ke konsolidaci organizační struktury IT a organizační struktury správy telefonní sítě. Tím se zjednodušuje správa a údržba celého systému. Nová generace konvergovaných

sítí pro

IP

komunikaci aktivně

spolupracuje

s komunikačními aplikacemi, které se na ní provozují. Automaticky poskytuje koncovým zařízením a aplikacím priority potřebné k jejich bezproblémovému provozu. Aplikace se zároveň přizpůsobují konvergované síti, v níž jsou provozovány. Samostatně vyhledávají síťové služby, které potřebují ke svému provozu Uživatelé takových sítí a aplikací mohou jednoduše a rychle přenášet, přidávat a měnit IP telefony a jiná zařízení. Telefon zapojený v jiné kanceláři se automaticky zaregistruje v síti a prostřednictvím komponent pro správu sítě se nakonfiguruje podle předem daných pravidel. IP telefonii považuji za první praktický výsledek procesu, který je označován jako konvergence, nebo možná lépe řečeno - proces, na jehož počátku stály první případy využití prostředí datových IP sítí pro hovorovou komunikaci.

4.4 Typy konvergence Konvergence služeb a konvergence sítí zahrnuje velké množství systému, prostředí, sítí jako jsou například vnitřní sítě, přístupové sítě, terminály, CRM systémy, Billing systémy a jejich provozy a údržby, atd.

4.4.1 Marketingová konvergence Marketingová konvergence (můžeme jí vidět například u společnosti T- Mobile) obnáší, že operátor „sloučí“ několik samostatných služeb dohromady a uživatelům je pak může nabízet za nižší ceny. V tomto případě jde o tzv. obchodní konvergenci, která nezahrnuje nižší vrstvy síťové technologie. Služby se vztahují k přístupové síti a terminálu

42

(koncovému zařízení). Výhodou této konvergence je plné využití dostupných síťových zdrojů (= není třeba kompletní restrukturalizace síťové infrastruktury) k uspokojení zákaznických požadavků na sjednocenou komunikaci. Tuto variantu konvergence osobně nepovažuji za KONVERGENCI.

4.4.2 Skutečná konvergence (služby, sítě a systémy) Konvergence vnitřní sítě zahrnuje spojení několika různých vrstev síťové infrastruktury. Konvergence přístupové sítě a terminálů musí zajistit konvergovaný přístup ze všech možných sítí (drátových/bezdrátových, broadbandu/dial-upu) a koncových stanic, z nichž lze vždy přistupovat ke všem typům služeb – to vše bez jakýchkoli negativních dopadů na zákazníka a kvalitu služeb (QoS). Konvergence služeb a údržby je důležitá hlavně pro účely komerčního provozu konvergované sítě. Dovoluje totiž využívat jednotného systému pro billing i zákaznickou péči, a unifikovaného přístupu pro provoz i údržbu celé síťové infrastruktury. Jednotnými účty a uživatelským rozhraním to však nekončí – konvergence umožňuje unifikovanou správu zákaznických dat a nabízení personalizovanějších služeb za nižší ceny (údržba a správa totiž stojí méně). Konvergence

sítí

telekomunikačních

představuje a

hlavní

a

nosnou

informačních technologií.

součást

procesu

konvergence

Znamená sbližování současných

telekomunikačních sítí s komutací okruhů, tj. především sítě telefonní a ISDN, a také i "klasických" paketových datových sítí (IP, Frame Relay, ATM) se sítěmi založenými na internetovém paketovém protokolu IP (IP MPLS). I když by se to mohlo na první pohled zdát odtažité, vede ke konvergenci sítí především tržní tlak na vytvoření globální komunikační sítě. Právě IP sítě a jejich technické prostředky považuji za vhodný a perspektivní nástroj k vytváření takového a svým způsobem i univerzálního síťového prostředí pro konvergenci.

Druhou, souběžně probíhající linii v procesu konvergence je možné označit jako konvergenci služeb. V podstatě to znamená sdružování služby telefonní (pevné i mobilní) se službami datové, textové, dokumentové, video a audio komunikace na jediném přístupovém bodě, tzn. na jediném koncovém bodě sítě s jediným účastnickým rozhraním. Představuje to tedy směřování ke službám, které jsou již nyní známé pod názvem

43

multimediální. Multimediální služby v současném pojetí jsou však zatím pouze exkluzivitou, technicky a ekonomicky natolik náročnou pro uživatele i poskytovatele služeb, že na širší praktické využívání teprve čekají. I v tomto případě se domnívám, že IP sítě a IP technologie se jeví jako nejvhodnější prostředek pro jejich realizaci. Je však třeba ještě splnit jednu nezbytnou podmínku, kterou je tzv. širokopásmový přístup (přístupová linka z lokality zákazníka ke konvergovaným službám).

Konvergovaná inteligentní sít pro IP komunikaci umožňuje na jedné platformě provozovat IP

telefonii,

sjednocený

messaging

a

hlasovou

poštu,

kontaktní centrum se

samoobslužnými řešeními a zvukové, obrazové a webové konferenční aplikace. Nedílnou součástí konvergence jsou i mobilní služby, které doplňují celé portfolio konvergovaných služeb.

4.4.3 Propojení konvergovaných sítí Konkurenční operátoři se v budoucnosti musí vzájemně propojovat,stavající stav nebude udržitelný. Dřívějšímu propojení jejich budoucích konvergovaných sítí může napomoci Český telekomunikační úřad. Zákazníci budou i nadále vyžadovat, aby služby, které používají například ve firmě mohli používat i doma nebo na cestách a naopak. Obdobná situace vznikne i u cenových plánů. Konkurenční operátoři se budou snažit najít cestu, jak zákazníky udržet ve své sítí, případně nalézt takové technické řešení, které zajistí spokojeného zákazníka. Propojení konvergovaných služeb ukazuje obr. 22, kde je naznačeno fyzické propojení konvergovaných sítí. V takovémto modelu bude téměř jedno, jakým způsobem a kde je zákazník připojen do konvergované sítě, protože služby, které využívá budou obdobné, resp. komfort použití telekomunikačních služeb bude zachován.

44

Obr. 22 – Propojení konvergovaných sítí


4.5 Shrnutí - návratnost investic Konvergovaná síť sníží náklady na vybavení a údržbu komunikačních prostředků, na nichž kladou společnosti (operátoři i zákazníci) stále větší nároky. Odpadá nutnost investovat do vyhrazených zařízení, jako jsou pobočkové telefonní ústředny nebo udržovat oddělenou ISDN síť pro videokonference. Společnosti mohou centralizovat zpracování hovorů a snížit počet připojovacích kabelů až o polovinu. Snižují se i náklady na připojení hardwaru a odpadá nutnost upgradovat zastaralé pobočkové telefonní ústředny. Snižují se i náklady na administraci sítě, zejména zvýšením produktivity zaměstnanců technické podpory sítě. Předpokládám, že u mnoha společností se jedná o zvýšení produktivity 20 až 40 procent a zároveň vede k současnému snížení nákladů na outsourcing činností spojených se správou konvergované sítě. Kromě snížení nákladů u koncových zákazníků dochází i k podstatné redukci operátorských poplatků za přenos signálu ve veřejné telekomunikační síti. 45

5.

Platforma pro konvergované služby – NGN

Telekomunikační obor (část konvergentních sítí) nově přijal tzv. architekturu NGN (Next Generation Network), která nahrazuje dosavadní telekomunikační řešení. Přelomovost NGN tkví v její hierarchické architektuře, v níž jsou od sebe různé služby navzájem odděleny. Tradiční vertikální model service provisioningu (neboli poskytování služeb) je tak nahrazen modelem horizontálního provisioningu, který výrazně urychluje vývoj a efektivní poskytování nových služeb. Zároveň jsou tak podporovány multimediální služby včetně přenosu hlasu, dat a videa. Sloučením vlastností telefonních a datových sítí (založených na IP) a využitím výhod obou vzniká síť nové generace - NGN (Next Generation Network). Hlavními znaky NGN je: •

paketový přenos informace

•

poskytování řady telekomunikačních služeb (telefonní (pevné a mobilní), textové, obrazové, audio, video a data (pevné a mobilní), atd.

Obr. 23 - Sloučení telefonních sítí (pevné a mobilní) s datovými sítěmi (založenými na IP technologii)

Zdroj: interní materiály GTS Novera, a.s., vlastní úpravy Definice NGN vydaná organizací ITU (ITU-T Y.2001) říká, že NGN je vysokorychlostní paketová síť, neboli síť s velkou propustností, která využívá paketový přenos, nejčastěji založený na IP protokolu, a to jak v páteřní, tak v přístupové síti (WiFi, WiMAX, 3G).

46

NGN zaručuje kvalitu poskytovaných telekomunikačních služeb QoS (Quality of Service). Tyto služby jsou nezávislé na přenosové technologii a mohou být nabízeny různými poskytovateli. NGN také zaručuje volný pohyb uživatelů v síti, což umožňuje nepřetržité využívání služeb. Dalším z charakteristických znaků NGN je oddělení nejnižší transportní roviny, nesoucí uživatelská data (představovaná například vzorky hovorového signálu), od roviny řízení, která má na starosti sestavování spojení v síti, dohled, případně i údržbu. Rovněž je vrstva řízení oddělená od nejvyšší tzv. aplikační roviny, představující služby nabízené jednotlivými poskytovateli. Oddělení těchto rovin umožňuje nabízet uživatelům služby od různých poskytovatelů v rámci jedné sítě, aniž by tito museli být jejími vlastníky. Tím může být např. operátor, který danou síť pronajímá. Obr. 24 - Oddělení rovin přenosu, řízení a služeb v NGN


5.1 Architektura NGN Oddělení aplikací, řízení a samotného přenosu dat se významně projeví také v architektuře. Ideální nebo také úplná architektura NGN sítí se tak dá rozdělit do tří hlavních domén. Služby jsou zajišťovány aplikačními servery, které tvoří samostatnou doménu (někdy také označovanou jako IP Multimedia Subsystem - IMS), připojenou do páteřní IP sítě. Řízení je soustředěno

do

spolehlivých serverů (softswitch), rovnoměrně rozmístěných

v konvergované síti. Samotná přenosová část sítě je realizována klasickou IP technologií. Výhodou této architektury je její snadná rozšiřitelnost a přizpůsobení požadovaným podmínkám a také menší počet řídích prvků.

47

V současné době však musí NGN architektura počítat také se stávajícími sítěmi pracujícími na bázi časového dělení a spojování okruhů (pevná (ISDN) i mobilní) a umožňovat vzájemnou spolupráci. Z tohoto důvodu obsahuje NGN architektura kromě aplikačních, řídících a čistě transportních prvků také brány (Gateway). Brána je zařízení, které převádí informace z paketové oblasti do oblasti pracující s časovým dělením (nejčastěji z IP do TDM, neboli veřejná telefonní síť).

Existují dva základní typy bran:

1. Pro převod uživatelské informace. 2. Pro převod řídící informace (signalizace).

Brány používané pro převod uživatelské informace (hovorových dat) se nazývají MGW (Media Gateway) a provádí konverzi mezi různými typy kódování a také převod informace z a do paketů. Pro převod signalizace se využívají signalizační brány SGW (Signalling Gateway) převádějící signalizace v paketových sítích jako jsou SIP, H.323, MGCP nebo H.248/MEGACO na signalizace používané ve veřejných telefonních sítích, nejčastěji představované SS7 nebo ISDN. Řídící prvky v tomto typu NGN sítě představují MGC (Media Gateway Controller), které koordinují činnost celého konvergentního systému. MGC komunikuje s signalizačními bránami, registruje pod sebe a nadále spravuje jednotlivé MGW v síti a řídí spojování toků mezi nimi.

48

Obr. 25 - Architektura konvergovaných NGN řešení


Důležitým faktorem konvergovaných sítí je rovněž potřeba vyřešit v tomto typu sítí spolupráci signalizačních protokolů a zajištění požadované kvality pro přenos uživatelské informace.

5.2 Výhody NGN Hlavní výhodou zavedení sítí nové generace NGN je vytvoření jednotné komunikační sítě pro všechny typy služeb – konvergentní sítě. To umožní poskytovatelům snížit náklady na provoz a údržbu sítě. Vytváření stále nových služeb a jejich implementace v konvergentních sítí je pro poskytovatele jednodušší a levnější a tím se stává i atraktivnější pro zákazníky. Největší výhodou pro koncové uživatele NGN je možnost využití různých typů služeb pomocí jediného terminálu (koncového zařízení). Vývoj v těchto sítích směřuje ke konvergenci služeb a k přesunu "inteligence" směrem od jádra sítě na její okraj, tj. do terminálů.

49

6. Možnosti stávajících a budoucích prostředí pro konvergované služby 6.1 Konvergence v České republice V současné době je trh elektronických komunikací rozdělen na základní dvě části: A) pevnou telefonii B) mobilní telefonii

Skupinu operátorů, kteří patří do skupiny pevné telefonie zastupuje stále méně a méně operátorů, než tomu bylo například před pěti lety. Mezi nejdůležitější pevné operátory v České republice můžeme jmenovat: GTS Noveru, Volný, České Radiokomunikace, atd. Nejvýznamnější poskytovatelé zařazené do mobilní telefonie jsou T- Mobile, Vodafone a U:fon (nejmladší operátor). Do pevné i mobilní telefonie patří pouze jeden významný operátor - Telefónica O2 (vznikla spojením pevného operátora Český Telecom a mobilního operátora Eurotel). S novými požadavky zákazníků a s vývojem konvergovaných řešení vznikají další skupiny operátorů, které nyní můžeme jednoznačně zařadit k pevným nebo mobilním operátorům. Touto skupinou jsou operátoři, kteří nabízejí konvergované služby. Jedná se pouze o: 1) Telefónica O2 2) T- Mobile 3) Vodafone Vzhledem k regulaci telekomunikačního prostředí v České republice jsou schopni konvergované služby nabízet pouze operátoři, kteří jako základ svého podnikání mají mobilní služby. Z řad pevných operátorů se to zatím u nás nepodařilo nikomu, i když se o konvergované služby snaží již od přelomu 20. a 21. století.

50

6.2 Český telekomunikační úřad (ČTÚ) Regulace a stanovisko Českého telekomunikačního úřadu (ČTÚ) se v prostředí konvergence sítí a služeb týká hlavně následujících oblastí: 1) Maximalizace výhod pro koncové uživatele – ČTÚ se bude zasazovat o to, aby ceny za konvergované služby byly nižší a aby uživatelé měli diky konvergenci k dispozici další služby, které jim ušetří náklady a čas. 2) Nediskriminaci telekomunikačních operátorů – ČTÚ bude trh elektronických komunikací regulovat tak, aby nedocházelo k diskriminaci jednotlivých operátorů a jejím podnikatelským záměrům (návratnosti investic). 3) Podporu efektivních investic do infrastruktury a inovace – ČTÚ se bude snažit poskytovatelům umožnit prostřednictvím regulace rozšiřovat jejich sítě, potažmo jejich služby pro koncové uživatele. Dle ČTÚ regulace nesmí v žádném případě omezovat rozvoj konvergovaných služeb, naopak se musí snažit o: A) vytváření potřebného prostoru pro konvergenci sítí a služeb B) stimulovat rozvoj a soutěže C) umožnit maximální benefity pro koncové spotřebitele D) zajistit spotřebiteli potřebnou úroveň ochrany Hlavními směry regulace v oblasti konvergence pro ČTÚ je: •

Technologická neutralita

•

Interoperabilita a propojení

•

Terminační ceny

•

Povinnosti NP (Number Portability)

•

Číslování

•

Dostupnost tísňových služeb

•

Nediskriminace

I když všechny výše uvedené návrhy ČTÚ jsou pozitivní, tak skutečnost je zatím jiná. Konvergované služby mohou zatím nabízet pouze mobilní operátoři, pevným operátorům toto zatím nebylo umožněno. ČTÚ prohlásilo trh mobilních služeb za dostatečně konkurenční, takže nenařizuje mobilním operátorům, aby své sítě poskytli i jiným 51

operátorům, kteří by nabídli jiné služby a v jiné cenové relaci. Rovněž ceny z pevných do mobilních sítí v České republice jsou stále jedny z nejvyšších v celé Evropské Unii. I přes toto negativní hodnocení ČTÚ v oblasti konvergovaných služeb věřím, že se opravdových konvergovaných služeb dočkáme v blízké budoucnosti i od jiných než pouze mobilních operátorů.

6.3 Zákazníci - současné komunikační řešení Zákazníci (firmy) mají několik různých poskytovatelů komunikačních služeb, například pro mobilní služby nebo pro pevné hlasové služby nebo pro datové služby, atd. V případě zhoršení komunikace mezi operátory a uživateli se stává, že se nepodaří rychle identifikovat problémy, které následně musí řešit s konkrétním poskytovatelem služeb. Toto období může trvat i značnou dobu, protože poskytovatelé konkurenčních služeb spolu příliš

dobře

nekomunikují.

Zákazník

musí

jednoznačně

identifikovat

poskytovatele. Obr. 26 – Současné telekomunikační řešení (pevná a mobilní telefonie)


52

jednoho

Mobilní a pevné linky, které poskytují pevní a mobilní operátoři fungují odděleně, takže zákazník (případně pověřená servisní organizace) musí všechny služby ve své lokalitě nastavovat minimálně dvakrát. Obdobně jsou na tom i uživatelé těchto služeb. Pokud není uživatel na svém pracovišti, tak neví, zda mu někdo nezanechal zprávu na jeho pevném telefonu. Rovněž je hůře dosažitelný svými kolegy a tím pádem může pozdě reagovat na urgentní dotazy. Ceny za volání z pevných sítí do mobilních sítí jsou stále vysoké, proto je lepší (ani na ty firemní) příliš nevolat. Zákazníci ve svých lokalitách používají pobočkové telefonní ústředny, které si buď zakoupili a nebo pronajali. Rovněž musí počítat i s provozními výdaji na správu a údržbu těchto telefonních systému. Ze současného komunikačního řešení vyplývá, že zákazníci těžko optimalizují své náklady na využívané služby od několika poskytovatelů a několika dodavatelů hardware najednou. Tyto potíže zákazníků řeší konvergované služby, kdy od jednoho poskytovatele zákazník dostane všechny potřebné služby a v případě poruchy služby nahlásí poruchu na jedno kontaktní místo. Rovněž se poskytované služby jednoduše kontrolují, protože zákazník obdrží pouze jedno vyúčtování (fakturu).

6.4 Nabídky konvergovaných služeb pro zákazníky 6.4.1 Společnost T-Mobile - služba ProfiNet Společnost T-Mobile nabízí od roku 2008 (duben) komplexní řešení mobilních i pevných telekomunikačních potřeb pro firmy. Služba ProfiNet představuje ucelené řešení telekomunikačních potřeb a zahrnuje jak pevné, tak i mobilní hlasové a datové služby. Firmě společnost T-Mobile dodá přesně na míru připravené finální řešení, které reflektuje individuální požadavky a nároky firemní komunikace.

Výhody služby Profinet: Nadstandardní péče - na základě osobní konzultace obchodníka a zákazníka sestaví společnost T-Mobile na míru podle individuálních požadavků zákazníka to nejvýhodnější konvergentní řešení v oblasti hlasových a datových služeb.

53

Jeden poskytovatel - ucelené portfolio telekomunikačních služeb zprostředkované jedním poskytovatelem pro zákazníka znamená také jedno kontaktní místo pro celkovou péči (administrace, servis, konzultace).

Služba Profinet se skládá z následujících služeb: •

Pevné hlasová služby - zajištění připojení pobočkové telefonní ústředny do sítě T-Mobile, které umožňuje úspornější volání do pevných a mobilních sítí v České republice i v zahraničí.

•

Privátní podniková síť- propojení firemních telefonů do jedné virtuální hlasové sítě.

•

Pevná datová síť - propojení lokalit zákazníka s garancí přenosové kapacity vytvoření privátní datové sítě (tzv. WAN).

•

Přístup k síti Internet - rychlé a bezpečné připojení k Internetu garantovanou kapacitou.

•

Mobilní intranet - bezpečný přístup k firemnímu intranetu prostřednictvím služeb EDGE/GPRS a Internet 4G.

•

Zelené volání - zřízení bezplatné telefonní linky 800.

•

Rozesílání (hromadné) SMS a MMS zpráv - možnost rychlého a bezpečného odesílání SMS a MMS zpráv díky přímému propojení intranetu se SMS/MMS centrem sítě T-Mobile.

Z výše uvedeného vyplývá, že služby ProfiNet přináší široké možnosti řešení telekomunikačních potřeb firemních zákazníků.

6.4.2 Společnost Telefonica O2 - služba OnePort Společnost Telefonica O2 nabízí od roku 2005 službu OnePort, která pokrývá komplexní řešení hlasové i datové komunikace přizpůsobené zákaznickým potřebám. Možnosti služby: •

Mobilní přístup k firemní síti prostřednictvím GPRS , HSCSD , UMTS a CDMA.

54

•

Nepřetržité datové propojení všech poboček

•

Připojení k Internetu

•

Volání mezi pobočkami zdarma

•

Volání do ostatních sítí v ČR

•

Volání do zahraničí za zvýhodněné sazby

Výhody služby OnePort: •

Snížení nákladů na telekomunikační služby: - nižší tarify pro volání mezi pevnými linkami a mobilními telefony - volání zdarma mezi pevnými linkami propojených poboček - výhodné volání na mobilní i pevné telefony do zahraničí

•

Jeden dodavatel pro hlas, data i mobilní komunikace: - komplexní řešení - snadnější jednání - výhodnější podmínky (slevy, nadstandardní služby atd.)

•

Variabilní řešení s ohledem na potřeby firmy (již od dvou hovorových linek)

•

Bezpečný mobilní přístup k firemním informacím odkudkoliv a kdykoliv

•

Propojení mobilních a pevných telefonů firmy (zpětné volání, signalizace čísla)

•

Infrastruktura pro mobilní firemní datovou komunikaci

•

Výhodné ceny za mobilní datový přístup

•

Spolehlivost

•

Celé řešení až po koncové body zákazníka je monitorováno Dohledovým centrem

•

Smluvně garantovaná doba řešení problémů

•

Nepřetržitá podpora, bezplatné Centrum péče o zákazníky

55

Služba OnePort zajistí propojení poboček firmy, lokálních počítačových sítí i pobočkových telefonní ústředen včetně propojení s mobilní sítí O2. Nabízí tak komplexní řešení hlasové i datové komunikace přizpůsobené zákaznickým potřebám. Služba OnePort přináší významné snížení nákladů na telekomunikační služby. Objem uspořených prostředků závisí především na struktuře volání v konkrétní společnosti. Například obchodní společnost s 60 zaměstnanci může náklady na telekomunikační služby snížit přibližně o 30 %. Službu OnePort ocení zejména podniky, které mají na území České republiky síť poboček. Jednotlivá pracoviště společnosti je totiž možné pomocí uzlů propojit do multifunkční sítě. Kromě snadnějšího a výhodnějšího volání na mobilní telefony zahrnuje služba OnePort i plnou podporu bezpečného vzdáleného přístupu do intranetu a podnikové počítačové sítě pro zaměstnance, kteří pracují "v terénu".

6.4.3 Společnost Vodafone - služba ONENET Společnost Vodafone nabízí od roku 2007 první konvergované řešení, které v sobě zahrnuje kompletní telekomunikační řešení postavené na principu propojení mobilních a pevných hlasových i datových služeb s funkcí virtuální pobočkové ústředny. Toto spojení vede ke značnému rozšíření nabídky telekomunikačních služeb pro firemní podnikání. Mezi hlavní přínosy řešení Vodafone OneNet patří: •

Snížení nákladů na vnitrofiremní komunikaci - všichni zaměstnanci zákazníka jsou propojeni do jedné hlasové virtuální privátní sítě (VPN), která umožňuje neomezené volání mezi pevnými telefony, mobily, ale i mezi pevnými a mobilními linkami navzájem.

•

Maximální dostupnost zaměstnanců zákazníka - zaměstnanci mohou být k zastižení, ať jsou v danou chvíli kdekoli a k dispozici mají jakýkoliv typ přístroje (pevnou linku, mobil či Vodafone Communicator). To je umožněno propojením pevné a mobilní sítě spolu s možností směrování hovorů a dalšími funkcemi virtuální pobočkové ústředny.

•

Jednoduchost obsluhy hlasových zpráv - každý uživatel zákazníka využívá pouze jednu hlasovou schránku společnou pro pevný, mobilní i softwarový telefon. Hlasové zprávy může přijímat v podobě e-mailu s připojeným hlasovým souborem.

56

•

Nové funkce virtuální pobočkové ústředny - bez ohledu na počet poboček dostane zákazník jednu virtuální ústřednu se širokou paletou funkcí a s možností jejich nastavení z jednoho místa pro všechny pobočky.

•

Podrobné a jednoduché vyúčtování - vyúčtování za všechny poskytnuté služby obdrží zákazník na jedné faktuře.

•

Kontrola provozu a výdajů - prostřednictvím internetového rozhraní (internetové samoobsluhy) získá zákazník v on-line režimu podrobný přehled o spotřebě služeb a výdajích s nimi spojených.

•

Zákazníci šetří svůj čas, protože si vybírají pouze jednoho poskytovatele pro všechny telekomunikační služby včetně Internetu, datové VPN a hlasových služeb.

•

Profesionální zákaznická péče - pro všechny telekomunikační služby je zákazníkovi k dispozici osobní konzultant, který zná komunikační řešení zákazníka a na kterého se může zákazník kdykoli obrátit v případě dotazu či technického problému.

Obr. 27 - Obrázek možností využití Vodafone OneNet

Vodafone – ONE NET


57

K Vodafone OneNet se zákazníci připojí nejen v práci, ale i z domova nebo na cestách. Můžou využít různých koncových zařízení - mobil, pevný telefon, fax i počítač, atd.

6.5 Shrnutí poskytovatelů konvergovaných služeb Na první pohled se nabídky všech tří (původem mobilních operátorů) zadají byt obdobné a zdají se být „stejně“ konvergované.

Pokud bychom se nyní zaměřili na samotné jádro poskytovaných služeb, jejich evidenci, vyúčtování (billing), technické řešení, atd. tak dospějeme k zajímavému závěru:

Služba Profinet (od T-Mobile) a služba OnePort (od Telefonicky O2) nejsou konvergované služby, ale pouze marketingový balíček různých jejich již nabízených služeb. Jednotlivé služby, které jsou součástí služby Profinet a nebo služby OnePort jsou úplně samostatné a nemají nic společného. Jedná se například o: -

Samostatné (nepropojené) sítě pro pevnou a mobilní telefonii

-

Připojení k síti Internet – oddělené sítě pro pevné a mobilní připojení

-

Hlasové záznamníky přijatých zpráv

Tyto služby (datové a hlasové komunikace) jsou poskytovány na různých technologických platformách, používají různé systémy CRM (evidence zákazníků a jejich služeb), různé billing systémy, atd. Tyto služby nevyužívají moderní sítě tytu NGN. Služba OneNet (od společnosti Vodafone) je zatím jedinou konvergovanou službou v České republice. Služba OneNet je poskytována konvergentní sítí založené na IP komunikaci. Dokazuje to například tím, že uživatelé jsou v danou chvíli kdekoli a kdykoli k dispozici na pevné nebo mobilní lince.

58

7. Rozvoj konvergovaných služeb – doporučení dalšího vývoje 7.1 Motivace a příležitosti konvergence Další vývoj konvergovaných služeb je jistou budoucností jak pro zákazníky, tak i pro operátory. Nepochybně se jedná a bude jednat o konkurenční boj mezi jednotlivými telekomunikačními operátory (mobilními a pevnými), rovněž se může jednat o „oživení“ potřebné ziskovosti služeb (např. náhrada chybějících výnosů). Dalším rozhodujícím faktorem pro rozvoj konvergovaných služeb se bude zcela určitě jednat o úspory a vyšší efektivitu, zastupitelnost síťové infrastruktury, lepší možností řízení kvality služeb (QoS – Quality of Service) a v neposlední řadě o větší vzájemnou spolupráci mezi konkurenčními operátory. Pro koncové zákazníky se bude jednat o využití nových služeb a o nové benefity, které jim ušetří prostředky, které budou moci vynaložit do rozvoje své společnosti, o lepší a levnější komunikaci v rámci společnosti a rovněž o ušetření času. Vzhledem k situaci, která je nyní na trhu regulace v České republice a současně i v porovnání s Evropskou unií se rozvoj konvergentních služeb bude týkat i ČTU. Pevně věřím, že se bude jednat o jeho „příležitosti“ ke zlepšení a že další rozhodnutí (regulace) ČTÚ budou umožňovat poskytování konvergentních služeb i pevným operátorům. Dále jsou popsány doporučení pro rozvoj konvergovaných služeb a sítí.

7.2 Architektura konvergovaných sítí Proces konvergence zřetelně vede k nové architektuře komunikačních sítí (viz obr. 28), ve které můžeme rozlišit: 1. Jádro - tvořené transportní sítí. 2. Přístupové sítě - zpravidla ohraničené určitým územím.

Dosavadní vývoj začíná tyto prognózy potvrzovat tj. IP sítě v první fázi postupně eliminují stávající vyšší úrovně sítí s komutací okruhů (přepojování okruhů), to znamená digitálních telefonních

sítí

včetně

ISDN,

a

že

převezmou

59

jejich

úlohu.

V budoucnu

(s určitým časovým odstupem) budeme obdobný vývoj sledovat i v sítích přístupových, tj. připojení lokality zákazníka. Obr. 28 - Moderní uspořádání telekomunikačních sítí


7.3 Kvalita pevné telefonie a IP telefonie Do prostředí IP sítí vstoupila pevná (klasická) telefonie jako první. Vzhledem k odlišnostem, které IP prostředí zatím vnáší do jejích vlastností, se odlišuje i označením IP telefonie. V současné době se soustřeďuje pozornost na řešení problémů koexistence pevné (klasické) a IP telefonie. Jedná se například o vzájemnou interakci mezi sítěmi a nebo kvalita služeb v návaznosti na vývoj metod a prostředků k zajištění této kvality služby, jaká je stanovena normativními dokumenty pro klasickou telefonii. Dořešení těchto problémů je předpokladem k tomu, aby se opravdu v praxi naplnily představy o postupu procesu konvergence a o směřování do cílového stavu, ve kterém bude k dispozici přístup ke všem službám elektronických komunikací jednotným způsobem a poskytované služby budou mít pro uživatele přijatelnou kvalitu nezávisle na tom, jakými prostředky jsou v komunikační infrastruktuře zajišťovány. Domnívám se, ze rozvoj IP telefonie úspěšně povede k tomuto cíli a že samotný pojem IP telefonie jako označení služby postupně vymizí z povědomí uživatelů. Nanejvýš zůstane zachován v odborné terminologii jako označení pro specifický druh technologie pro hovorovou komunikaci.

60

7.4 Rychlejší zavedení QoS Jednou z nejdůležitějších funkcí, kterou musí síťová infrastruktura poskytovat svým hlasovým koncovým zařízením, je správné nastavení QoS (kvalita služeb). Složitost celého úkolu je znásobena velkými počty IP telefonů (zařízení), které zákazníci (velké společnosti) využívají. QoS je základní schopnost sítě dodržet prostřednictvím přepínačů a směrovačů ve spolupráci s telefony a koncovými video zařízeními takové parametry přenosu, aby byla zajištěna kvalita hlasu a videa bez ohledu na vytíženost sítě. K řešení tohoto úkolu se neustále vyvíjejí nové nástroje umožňující rychle a automaticky konfigurovat stovky přepínačů a směrovačů. Operační systémy přepínačů a směrovačů nabízejí k tomuto účelu další funkce, které samočinně vykonávají úkoly, které se tradičně prováděly ručně. Např. se jedná o klasifikace aplikací, vytváření pravidel, konfigurace QoS, monitorování a reporting provozu umožňující testovat efektivnost QoS a zajišťování dostatečné úrovně služeb.

7.5 Nasazení videa v síti Budoucí technologie pro konvergovanou IP komunikaci budou umožňovat nasadit do podnikové i domácí (privátní) sítě video přenosy stejně jednoduše jako kteroukoli jinou aplikaci. Síť se bude aktivně chovat tak, aby mohla zohlednit potřeby takových aplikací, zatímco aplikace budou přizpůsobitelné síti, do níž se připojují. To bude umožňovat těsné zapojení videa do existujících hlasových a webmeetingových pracovních toků. Na začátku každého telefonního hovoru síť automaticky zjistí, zda je uživatelův počítač vybaven pro přenos videa. Pokud ano, zahájí současně s hovorem automaticky i video přenos. Aplikace navíc bude samočinně spolupracovat s konvergentní (komunikační) sítí a bude zjišťovat, zda má přidělenu dostatečnou prioritu umožňující kvalitní video přenos. Inteligence infrastruktury se rychle rozšiřuje na všechny typy zařízení od notebooku přes PDA, mobilní telefony nebo vzdáleně připojené počítače, u nichž komunikační síť sama zjišťuje, zda je jednotlivé zařízení schopné přenášet video. Pokud ano, dojde k jeho automatickému nastavení a příslušné přepínače dostanou za úkol nastavit VLAN a QoS tak, aby mohlo docházet k přenosu proudu videa. Kromě nových koncových bodů se mohou do konvergované sítě zapojovat i klasická zařízení pro videokonference založená na standardu H.323. Správa videokonferencí se navíc zjednoduší záznamem podrobných údajů o hovorech CDR (Call Detail Records) do systémů pro správu hovorů (Call

61

Managers), takže nebude potřeba stahovat ze dvou samostatných systémů pro přenos hlasu a přenos videa.

7.6 Napájení po Ethernetu Dalším rozvojem konvergovaných sítí pro desítky a stovky zařízení pro IP komunikaci, jako jsou IP telefony je vzít elektrický proud prostřednictvím Ethernet portu a nikoli ze zásuvek elektrického vedení (230 V). Standard 802.3af už umožňuje přepínačové infrastruktuře LAN napájet taková zařízení přes ethernetový kabel. K dispozici jsou i řešení umožňující zároveň napájení inteligentně řídit a tak šetřit elektrickou energií. Vzhledem k tomu, že specifikace standardu 802.3af dovoluje šířit elektrickou energii v síti jen v několika pevně daných příkonových stupních bez ohledu na skutečnou náročnost jednotlivých zařízení, vznikají technologie, které umožňují uživatelům upravit příkon podle faktických potřeb aktivních prvků sítě. Díky přesnějšímu přidělování příkonu se také optimalizuje hustota portů, což vede ke snížení počtu přepínačů a zdrojů elektrické energie.

7.7 IP komunikace pro menší společnosti Pro malé firmy a filiálky větších společností, jejichž zaměstnanci nemívají potřebné zkušenosti s telekomunikacemi a výpočetní technikou, jsou výhody konvergovaných služeb tj. integrace datového a hlasového přenosu obzvlášť důležitá. Nastupují plně integrovaná řešení, která spojují telefonní systém s malou pobočkovou ústřednou, hlasový messaging, směrování dat a přepínání spolu se zabezpečením celé sítě do jediné platformy. Konvergence směrovacích protokolů, bezpečnostních služeb a hlasových aplikací pomůže zajistit integritu a bezpečnost sítě v pobočce i v centrále společnosti. Směrovač integrovaných služeb pak slouží jako bezpečné zařízení (HUB) pro konvergovanou komunikaci obsahující všechny potřebné funkce, které uživatel potřebuje..

7.8 Elastičnost vzdálených pracovišť U systémů IP komunikace pro paketové sítě jsou všechny komponenty osvobozeny od specifických fyzických umístění. Sítě bude možné navrhovat umístěním řídicích prvků do clusterů a nasazovat je v různých místech kdekoli po síti. Pokud jsou tyto prvky

62

distribuovány přes IP síť jako clustery, celá infrastruktura je elastická a může plně využít výhod směrovatelnosti a vrozené elastičnosti paketových IP sítí. Vyspělé směrovače umožňují uskutečňovat místní hovory a hovory z IP telefonů do veřejné sítě i v případě selhání sítě WAN, kdy se pobočka nemůže připojit k centrálnímu zařízení pro správu hovorů. Tyto směrovače automaticky přebírají funkce centrály a umožní zajistit kontinuitu podnikání do doby, než se spojení přes síť WAN obnoví. V tu chvíli jsou telefony automaticky přeregistrovány zpět k původní centrále pro správu hovorů.

7.9 Rychlé řešení problémů Selhání kterékoli komponenty v infrastruktuře pro zpracování hlasu, v propojení LAN (lokální počítačová síť) nebo WAN (rozlehlá počítačová síť) nebo v infrastruktuře samotné může mít vliv na kvalitu přenosu hlasu nebo videa. V mnoha společnostech jsou pro správu hlasového systému a datové infrastruktury vyčleněny dva zvláštní týmy. Ale protože problémy mohou zasáhnout obě části IP komunikace, je nezbytné, aby oba týmy měly možnost informovat se o problémech navzájem. K dispozici budou další aplikace, které musí pracovat v reálném čase a nepřetržitě vyhodnocovat a reportovat provozní stav implementace IP komunikace. Okamžitý stav a výstrahy aktuálních nebo předpokládaných problémů budou zobrazovány v prostředí webového prohlížeče. Tyto aplikace zároveň automaticky budou detekovat vyšší latenci nebo jitter, které mohou být důsledkem změn v konfiguraci QoS a upozorňují operátory na vzniklou situaci. To se může přihodit například přidáním nové aplikace do výpočetního prostředí, které je přidělena vysoká priorita QoS, což povede ke zúžení pásma vyhrazeného pro přenos hlasu.

7.10 Jeden terminál Dalším vývojovým projektem konvergovaných služeb (mobilní a pevné sítě) bude použití jednoho terminálu - jednoho telefonní přístroje, kterým budou uživatelé volat jak v pevné, tak i v mobilní síti, tj. kde bude docházet ke změně sítě transparentně tzn. bez manuálního přepínání, a to všechno pouze při použití jediného telefonního čísla. Všechny výše uvedené rozvojové aktivity umožní rychlejší rozvoj konvergovaných sítí a služeb a všem jejím uživatelům umožní ušetřit náklady na vzájemnou komunikaci.

63

Použitá literatura [1] BOSSE, J.G. Signaling in telecommunication network. John Wiley & Sons, Ltd. : England, 2002. ISBN 0-471-66288-7 [2] BROŽA, P. Dalších 333 tipů a triků k mobilu. Computer Press : Praha 2001 [3] BURDA, J. Zemské mobilní rádiové sítě a přenos dat. Praha : Wirelesscom, s. r. o. 2000 [4] CAMARILLO,G. The 3G IP Multimedia Subsystem (IMS), Merging the Internet and the Cellular Worlds. Second Edition. John Wiley & Sons, Ltd. : England 2006. ISBN 0470-01818-6 [5] HANUS, S. Bezdrátové a mobilní komunikace II, VUT : 2006 [6] HEINE, G. GSM Protocol analysis. Artechhouse-Inacon [7] HEINE, G. GPRS Gateway to third generation mobile internet. Artechhouse 2003. ISBN 1-58053-159-8 [8] HEINE, G. GSM Network. Artechhouse 1999. ISBN 0-89006-471-7 [9] HEINE, G. GPRS Signaling, protocol analysis. Artechhouse-Inacon [10] KOCMAN, S. 444tipů a triků k mobilu. Computer Press : Praha 2000 [11] LOJÍK, V. Spojovací technika telekomunikačních sítí. NADAS : Praha 1985 [12] LOJÍK, V. Digitální spojovací systémy, skripta ČVUT: Praha 1996 [13] McGUIGGAN, P. GPRS in praktice. John Wiley & Sons, Ltd. : England 2003. ISBN 0-470-09507-5 [14] NOLDUS, R. CAMEL, Intelligent Networks for The GSM, GPRS and UMTS Network. John Wiley & Sons, Ltd. : England 2002. ISBN 0-470-01694-9 [15] RUSSELL, T. Signaling System #7. McGraw-Hill : New York, 2002. ISBN 0-07146879-X [16] SANDERS, G.;THORENS, L. GPRS Network. John Wiley & Sons, Ltd : England 2002. ISBN 0-471-85317-4

[17] SEURRE,E. GPRS For mobile internet. Artechhouse : 2003. ISBN 1-58053-600-X [18] SIEGMUND,G.; PRAGER, E. ATM – technika pro širokopásmové sítě ISDN. Nakladatelství Hutig & Beneš : Praha 1997 [19] SOBOTÍK, J. Signalizace č.7 předpoklad ISDN. Sborník kolokvia – Možnosti využití číslicových sítí s integrací služeb ISDN v AČR. VA : Brno 1996 [20] STRNAR, L. Digitální sítě, Vydavatelství ČVUT : Praha 2000 [21] ŠKOP, M.; PETRÁSEK, M.;SOBOTKA, V. Telekomunikační přenosová technika. skripta ČVUT : Praha 1991 [22] TĚŠŇÁK, J. Digitální komunikační sítě. Vojenská akademie : Brno 1998 [23] TĚŠŇÁK, J. Spojovací systémy. Vojenská akademie : Brno 1997 [24] PUŽMAN, J. Datové služby a sítě. ČVUT : Praha 1994

Internetové zdroje [25] České vysoké učení technické. Informační tabule [online], [cit. 2009-02-27], http://www.muni.cz/ [26] Český telekomunikační úřad. Předpisy a opatření. [online], [cit. 2009-03-07], http://www.ctu.cz/ [27]

Masarykova

Univerzita.

Informační

zdroje

[online],

[cit.

2009-02-27],

http://www.muni.cz/ [28] PETERKA, J. Earchiv.cz, Konvergovaná služby, [online], [cit. 2008-12-07], http://www.earchiv.cz/ [29] Telefónica O2. Služba OnePort [online], [cit. 2009-03-14], http://www.cz.o2.com/ [30] T- Mobile. Řešení pro firmy [online], [cit. 2009-02-11], http://www.t-mobile.cz/ [31] TOMEK, P. Mobilmania.cz, Mobilní historie: milníky ve vývoji mobilní komunikaci, [online], [cit. 2008-11-07], http://www.mobilmania.cz/ [32] Vodafone. Produkty a služby [online], [cit. 2009-02-07], http://www.vodafone.cz/ [33] Interní zdroje GTS Novera, a.s.

Příloha č. 1

Seznam obrázků a tabulek: Obr. 1 - Dvouúrovňové uspořádání digitální telefonní sítě. Obr. 2 - Klasická struktura telefonní soustavy. Obr. 3 - Základní přípojka ISDN. Obr. 4 - Primární přípojka ISDN. Obr. 5 - Architektura protokolu v kanále D. Obr. 6 - Referenční model ISDN pro spojení s přepojováním okruhů. Obr. 7 - Struktura bloku zprávy vrstvy 2. Obr. 8 - Struktura zprávy vrstvy 3. Obr. 9 - Rozlišení protokolu E-DSS1. Obr. 10 - Příklad realizace protokolu E-DSS1. Obr. 11 - Základní struktura spojovacího systému SS7. Obr.12 - Signalizační body SP a STP. Obr. 13 - Paralelní směrování. Obr. 14 - Rozmanitost signalizačních cest. Obr. 15 - Národní úroveň systému SS7. Obr.16 - Mezinárodní úroveň systému SS7. Obr. 17 - Základní struktura GSM sítě. Obr.18 - Struktura systému UMTS. Obr.19 - Schéma uživatelského terminálu. Obr. 20 - Struktura a rozhranní přístupové sítě UTRAN. Obr. 21 - Struktura a rozhranní UMTS. Obr. 22 - Propojení konvergovaných sítí. Obr. 23 - Sloučení telefonních sítí (pevné a mobilní) s datovými sítěmi (založenými na IP technologii). Obr. 24 - Oddělení rovin přenosu, řízení a služeb v NGN. Obr. 25 - Architektura konvergovaných NGN řešení. Obr. 26 - Současné telekomunikační řešení (pevná a mobilní telefonie). Obr. 27 - Obrázek možností využití Vodafone OneNet. Obr. 28 - Moderní uspořádání telekomunikačních sítí.

Tabulka 2 - Frekvenční pásma v UMTS. Tabulka 1 - Přehled rychlostí mobilních systémů.

Příloha č. 2

Malý telekomunikační slovník 1G – označení pro první generaci telekomunikačních systémů. Obecně jde o analogové radiotelefonní mobilní systémy, typickými vlastnostmi jsou mnohonásobný přístup do sítě na principu FDMA. Příkladem těchto systémů jsou systémy NMT, AMPS nebo TACS.

2G – Označení pro druhou generaci telekomunikačních systémů. Do této kategorie patří i digitální buňkové mobilní radiotelefonní systémy. Typickým příkladem tohoto systému je GSM. V porovnání se systémy 1G jde o pokročilejší způsob komunikace vyznačující se hlavně vyšší kapacitou systému, vysokou odolností proti odposlechu a rušení, možností mezinárodního roamingu, menšími a úspornějšími terminály, větší nabídkou funkcí, kompatibilitou s pozemními i družicovými systémy, atd.

2,5G – Zde lze těžko použít přesnou definici, jde o vylepšené mobilní pozemní systémy 2G. Tyto systémy jsou charakteristické vyššími přenosovými rychlostmi než 9,6 kbit/s (14,4 kbit/s) a v případě GPRS přímým standardizovaným připojením do Internetu, též lze do této skupiny zařadit i GSM s HSCSD.

3G – Označení pro třetí generaci telekomunikačních systémů. Jde o systémy, které budou pracovat v pásmu 2 GHz a které sjednotí různé bezdrátové přístupové technologie současnosti do jedné pružné a výkonné infrastruktury, která bude schopná nabídnout široký rozsah multimediálních služeb s garantovanou kvalitou. V praxi to znamená, že se s jedním mobilním telefonem dovoláte v jakékoli pokryté oblasti na světě bez ohledu na druh sítě, budete mít přístup k pokročilým službám jako je například videokonference, datové přenosy přes 300 kbit/s mobilně a až 2 Mbit/s s pevnými terminály.

AMPS – Advanced Mobile Phone System. Analogový buňkový systém s FM modulací používaný hlavně v Severní Americe. Pracuje v pásmu 800 MHz, šířka kanálů 30 kHz. První spuštění v roce 1983.

1

Příloha č. 2

AuC – Autentication Center – autentizační centrum. AuC registr je používán k bezpečnostním účelům sítě – při přihlašování do sítě se zde provádí ověřování účastníka, ochrana proti neoprávněnému použití sítě, jsou zde obsažený šifrovací klíče (ochrana proti odposlechu). Část subsyténu NSS. BSC – Base Station Controler, základnová řídící jednotka, řídí někdy až několik desítek BTSek, provádí a řídí přehrávání hovoru (handover), frekvenční skoky, dynamické přidělování kanálů, vyhodnocuje měření BER prováděné mobilní stanicí, část subsystému BSS. BSS – Base Station Subsystem, subsystém základnových stanic. Fixní část systému GSM spojující mobilní stanice a NSS. Prostřednictvím radiového rozhraní s BSS přímo komunikují koncová zařízení (mobilní telefony, GSM datové karty atd.). Nelze tedy navázat přímé spojení mezi koncovými zařízeními. BSS lze se skládá ze dvou hlavních částí BTS a BSC.

BTS – Base Transceiver Station, základnová stanice – vysílač pokrývající svým signálem určitou oblast (buňku). Udržuje a monitoruje spojení s mobilní stanicí, provádí kódování a dekódování účastnických kanálů, posílá do BSC výsledky měřené BER prováděné mobilní stanicí, její vysílací výkon určuje velikost buňky. Každá BTS v závislosti na předpokládaném zatížení může obsahovat 1 až 16 (směrových) vysílačů/přijímačů.

CDMA – Code Division Multiple Access. Mnohonásobný přístup do sítě kódovým dělením, kdy je možné celé frekvenční pásmo ve stejném čase sdílet více účastníky, oddělení

jednotlivých

účastníků

je

zajištěno

druhou

modulací

(kódováním)

pseudonáhodným dvojkovým signálem o vysokém kmitočtu. Průkopníkem v oblasti CDMA je americký Qualcomm.

CDMA 2000 – budoucí standart W-CDMA vycházející z CDMAOne od Qualcommu, čipová rychlost 3.6864 Mcps (třikrát větší než u CDMAOne) nekompatibilní s rychlostmi systémů vybrané pro 3G v Evropě a Japonsku.

2

Příloha č. 2

CDMA One – CDMA s duplexním odstupem 45 MHz, rozestupem kanálů 1,25 MHz, modulace OQPSK čipová rychlost 1,2288 Mcps.

CELL – buňka Základní geografický prvek buňkových systémů, oblast pokrytá signálem z BTSky, Aby nedocházelo k ovlivňování jednotlivých signálů, jsou kanály v sousedních buňkách jiné. Tímto způsobem lze efektivním způsobem pokrýt libovolně velké území, dochází tedy ke znovuvyužití frekvenčního spektra. Každá buňka obsahuje základnovou stanici s vysílačem/přijímačem prostřednictvím kterého každý uživatel se uvnitř buňky komunikuje s ostatními uživateli pevných nebo mobilních telekomunikačních systémů.

DCA – Dynamic Channel Allocation. Dynamické přidělování radiových kanálů. Metoda přidělování frekvenčních kanálů, kdy je možné za určitých podmínek (vzájemné rušení kanálů, minimální vzdálenost znovuvyužití kanálů) přetížené buňce přidělit kanály původně určené pro jinou buňku. Varianta „DCA s přizpůsobením se provoznímu zatížení“ se používá u systému GSM.

DECT – Digital European Cordless Telephone. Digitální bezšňůrový telefonní standard principem podobající se buňkovým systémům – oblast pokrytí může být rozdělena na tzv. pikobuňky mezi kterými je možné předávat hovor, tzv. „handover“

DMT – Discrete MultiTone. Diskrétní multifrekvenční modulace nacházejí použití hlavně u systémů ADLS. Princip spočívá v rozdělení frekvenčního pásma přenášeného signálu na několik subpásem v niž je každá nosná vlna modulována modulací QAM. Tento způsob modulace umožňuje překlenout útlum až 50dB na kmitočtu 300 kHz, přenosová rychlost až 9 Mbit/s.

Downlink – výraz pro přenos informace k uživateli, sestupný směr.

DTMF – multifrekvenční volba. Druh „střídavé „ tlačítkové volby, kdy je do vedení po stisknutí tlačítka telefonu vyslána superpozice několika (nejčastěji 2 frekvencí (tónů)). Takto lze dálkově ovládat telefonní záznamníky, hlasovou poštu mobilních operátorů apod.

3

Příloha č. 2

Dual band – výraz poukazuje na schopnost infrastruktury sítě a mobilních terminálů pracovat napříč dvěma frekvenčními pásmy 900 MHz a 1800 MHz. První duální síť GSM i telefony byly k dispozici v roce 1997 od společnosti Motorola, nasazení do praxe proběhlo ve stejném roce.

ECSD – Enhandced Circuit Switched Data – rozšíření HSCSD k vyšším rychlostem (hlavní změnou je použití modulace 8-PSK) zkratka obecně spadá pod pojem EDGE.

EDACS – Enhanced Digital Access Communication System. Proprietární trunkový standard od Ericsson určený pro USA.

EDGE – Enhanced Data for GSM Evolution. Technologie jež v současnosti ve fázi standardizace úřadem ETSI, představuje konečný vývoj datových komunikací uvnitř standardu GSM. V porovnání s konvenčním GSM je zde použit jiný druh modulace (8PSK, odstup nosných vln 200 kHz zůstává). Celkové bitové rychlosti datových přenosů kolem 384 Kbit/s. EDGE je možností pro operátory GSM sítí bez licence na sítě 3G, kteří chtějí nabídnou poměrně rychlé datové přenosy.

EFR – Enhandced Full Rate. Technika kvalitnější vzorkovací (kódovací) i dekódovací algoritmus kodeku, který do 13 kbit/s vměstná více kmitočtů, výsledkem je kvalitnější zvuk v oblasti s kvalitním pokrytím (nízkou chybností BER). Algoritmus pro EFR optimalizován jen pro přenos řeči. Nutná podpora sítě i telefonů.

EGPRS – Enhandced General Packet Radio Servise. Rozšíření GPRS k vyšším rychlostem (hlavní změnou je použití modulace 8-PSK), zkratka obecně spadá pod pojem EDGE.

EIR – Equipment Identity Register – registr identity mobilních stanic. Registr obsahující informace o MS a plnící bezpečnostní účely. MS je zde identifikována tzv. IMEI na základě kterého je možné vytvářet seznamy odcizených MS, kterým lze zabránit jejich zneužití. Část subsystému NSS.

4

Příloha č. 2

FDMA – Frequency Division Multiple Access. Mnohonásobný přístup do sítě – odděleno frakvenčně - celé frekvenční pásmo je rozděleno na určitý počet radiových kanálů, které jsou přiřazovány jednotlivým účastníkům, každý účastník má pro sebe po celou dobu spojení vyhrazeno nepřetržitě celé frekvenční pásmo radiového kanálu.

FPLMTS – Future Public Land Mobile Telecommunicatuons System. Předchozí název pro IMT-2000, k přejmenování došlo v roce 1995 hlavně kvůli vyslovitelné zkratce a faktu, že není možné vytvořit jediný globální standard, obě zkratky se vztahují k systému 3G.

Frequency hopping – kmitočtové skákání, opakující se proces, kdy při spojení vysílač odvysílá části informace na jednom kanálu a poté skokově změní (přeskočí) nosný kmitočet do jiného kanálu. Vysílač a přijímač jsou vybaveny shodnými generátory pseudonáhodných čísel, které jsou sesynchronizovány tak, že ve stejném okamžiku oba generují stejná čísla určující aktuální kmitočet. U systému GSM se používají tzv. pomalé frekvenční skoky (SFH-Slow Frequency Hopping) kdy dochází k přeskoku 217x za 1s. V GSM není implicitně zavedeno, používá se v buňkách kde vznikají potíže mnohocestným šíření a rušením signálů. GGSN- Gateway GPRS Support Node, části infrastruktury GPRS – uzel brány GPRS, rozhraní mezi GPRS sítí a externími IP sítěmi, obecně brána mezi sítí GSM a externími sítěmi.

GMSC – Gateway Mobile Switching Centre – brána mobilní ústředny. Rozhraní mezi mobilní síti a vnějšími sítěmi. Často tvoří jeden celek s mobilní ústřednou MSC. Část subsystému NSS.

GPRS – General Packed Radio Service. Paketové přenosy v sítích GSM a IS – 136, (které jsou založeny na technice přepojování okruhů – nutný upgrade sítí). Využívání kapacity sítě jen v době posílání paketů, učenější než sestavení trvaleho spojení po celou dobu přenosu. Teoretické bitové rychlosti při využití všech 8mi timeslotů až 115,2 kbit/s v obou směrech. Vhodné pro přenosy typa email, přístup k Internetu. Standardizováno ETSI jako součást GSM Phase 2+. 5

Příloha č. 2

GSM – Global System for Mobile Communication. Nejrozšířenější digitální buňkový komunikační bezdrátový standard na principu FDMA/TDMA. Kapacita systému je 8 nebo 16 uživatelů na kanál, každý z účastníků má pro sebe vyhrazen timeslot o délce přibližně 0,577ms (15/26 ms), rozestup nosných vln, pásmo pro příjem 890 – 915 MHz, pásmo pro vysílání 935 – 960 MHz.

GSM 1800 – současné označení pro mobilní telekomunikační systémy DCS 1800. Obdoba GSM v pásmu 1800 MHz.

GSM 1900 – současné označení pro mobilní telekomunikační systémy PCS 1900. Obdoba GSM v pásmu 1900 MHz. Použití hlavně v USA.

GSM 900 – původní návrh mobilního telekomunikačního buňkového systému v pásmu 900 MHz, označovaný též jako GSM.

Handover – předávání hovoru. Proces ke kterému dochází při přechodu uživatele mezi buňkami a kdy dochází k přelaďování vysílacích a přijímacích kanálů mobilní stanice frekvencí původní buňky na frekvence nové buňky, doba trvání jen několik desetin sekundy. Handover může probíhat i v rámci jedné buňky, potom jde o tzv. Intracell Handover, když se MS přeladí na kanály s menší chybovostí BER. V buňkových systémech rozlišujeme tři typy Handoverů: V GSM používaný Handover typu MAHO – Mobile Assisted Handover (Handover řízený za spoluúčasti mobilní stanice), v NMT používaný Handover typu NCHO – Network Controller Handover (řízený sítí) a systému DECT používaný Handover typy MCHO – Mobile Controlled Handover (řízený mobilní stanicí).

HLR – Home Location Register – domovský lokační registr. Databáze všech uživatelů. Jsou zde zapsané údaje o aktuální poloze účastníků, o jim dostupných službách atd. Část subsystému MSS systému GSM.

6

Příloha č. 2

HSCSD – High Speed Circuit Switched Data, systém GSM, je založen na technologii přepojování okruhů. HSCSD umožní přenosové rychlosti až 57,6 kbit/s (součet v obou směrech přenosu) využitím více než jednoho timeslotu – v současnosti maximálně 3 timesloty směrem k uživateli a 1 od uživatele nebo „2+2“. Vhodné pro použití tam, kde je souvislý tok dat (videokonference, multimédia). Je součásti GSM systému Phase2.

IMSI – Internetional Mobile Subscriber identity – mezinárodní identifikace mobilního účastníka. Unikátní číslo identifikující mobilního účastníka obsažené v SIM kartě.

IMT 2000 – International Mobile Telecommunications 2000. Vize globálního mobilního přístupu k telekomunikačním službám 21. století. Jde o sadu technologických řešení umožňující nasazení 3 generace bezdrátových komunikací.

IP – Internet Protocol, nespojovaný paketově přepojovaný protokol umožňující spojení jednotlivých lokálních sítí do celosvětové sítě Internet, lze tedy též hovořit o mezisíťovém protokolu. Jednotkou přenosu je IP datagram.

IP datagram – jednotka přenosu IP protokolu, která vznikne rozdělením přenášené informace na části o maximální délce 65535 B. Části jsou následně opatřeny zabezpečeným záhlavím nesoucím informaci o adrese příjemce, odesílatele, verzi IP protokolu atd. V této podobě jednotlivé IP datagramy putují sítí mnohdy po různých cestách k příjemci. IP datagram je někdy nazýván IP paketem.

IS – 136 – standard pro analogové a digitální buňkové systémy na bázi TDMA, např. severoamerické sítě D-AMPS, rozšíření standardu 1S – 54.

IS – 54 - standard digitální buňkové systémy na bázi TDMA, používaný v USA.

IS – 95 - standard digitální buňkové systémy na bázi CDMA, používaný v USA, vyvinutý firmou Qualcomm, v této souvislosti se používá i termín CDMAONE.

7

Příloha č. 2

ISDN – Integrated Services Digital Network. Digitální síť integrovaných služeb, digitální komunikační síť pro integrovaný přenos hlasu, videa a dat, stavěná na základě stávající telefonní sítě.

ITU – International Telecommunications Union. Mezinárodní telekomunikační unie – nejvyšší standardizační telekomunikační úřad.

IMT – 2000 - International Mobile Telecommunications – 2000. Vize globálního mobilního přístupu k telekomunikačním službám 21. století. Jde o sadu technologických řešení umožňující nasazení 3 generace bezdrátových komunikací.

Modulation – modulace, kdy je nosná vlna modulována modulačním signálem, tzn. Do nosné vlny „zanesena“ informace o přenášeném

(modulačním) signálu např. řeč.

Informaci lze do nosné vlny zavést buď změnou její amplitudy, frekvence, nebo fázovým posuvem.

MAHO – Mobile Assisted Handover

- Handover řízený za spoluúčasti MS. Způsob

předávání spojení při kterém MS nepřetržitě měří kvalitu signálu okolních BTS a na základě těchto měření vnitřní infrastruktura sítě rozhodne, kdy a kam danou stanici přepojit (do které buňky). Handover typu MAHO se používá u digitálních buňkových systémů, např. u GSM. MCHO – Mobile Controlled Handover, řízený mobilní stanicí. Způsob předávání spojení při kterém MS na základě vlastních měření kvality signálu z okolních základnových stanic sama rozhodne kdy a na které kanály se přeladí. Handover typu MCHO se používá v systémech s malými rozměry buněk a kde dochází k častému předávání spojení, např. u bezšňůrových systémů DECT.

MS – mobilní stanice (mobil).

8

Příloha č. 2

MSC – Mobile Services Switching Center – mobilní ústředna. Sestavuje jednotlivá spojení v rámci mobilní sítě i směrem do ostatních sítí, kontroluje přidělení kanálů, eviduje všechny uživatele, zde se účtují hovory.

Multiplexing – multiplexování, proces který umožňuje více uživatelům, obecně informačním tokům, sdílet jedno přenosné medium. Rozlišujeme multiplexování prostorové, frekvenční, časové, kódové.

NCHO - Network Controller Handover (řízený sítí). Způsob předávání spojení, kdy MS vysílá pouze zkušební signál k okolním základnovým stanicím (samotná MS nic neměří). Porovnáním všech těchto zkušebních signálů, rozhodne vnitřní infrastruktura sítě, kdy a kam danou stanici přepojit (do které buňky).

MNC – Network Management Centre, centrum managementu sítě. Podílí se na správě a monitorování MS. Část subsystému OSS systému GSM.

NMT – Nordic Mobile Telephone. Analogový buňkový telefonní systém vyvinutý ve Skandinávii. U nás provozovaný společností Telefónica O2. NSS – Network and Switching Subsystem – síťový a spínací subsystém. Fixní část systému GSM, funkcemi podobný telefonní ústředně. Hlavní fcí je řízení komunikace mezi mobilními a ostatními účastníky (GSM, ISDN, PSTN, atd.). Mimo klasické spínací (přepojovací) fce plní další úkoly vyplývající z mobility účastníků – obsahuje databáze účastníků následuje jejich pohyb. NSS se skládá z MSC, HLR, VLR, AuC, GMSC, EIR, VMS.

OMC – Operation and Maintenance Centre – provozní a servisní centrum. Zde se prování řízení, údržba a monitorování ostatních částí subsystémů BSS a NSS. Část subsystému OSS systému GSM.

Packed Switching – paketové spojování nebo přepojování, též přepínání paketů – způsob komunikace, kdy je přenášena informace rozdělená na části, které jsou po té spolu se 9

Příloha č. 2

záhlavím nesoucím řídící informace (např. informace o adrese příjemce a odesílatele, kontrolní součet) vkládány do tzv. „paketů“. V této podobě jsou data vyslána směrem k příjemci, jednotlivé pakety mohou díky záhlaví putovat sítí různými směry. PIN – čtyřmístný kód chránící SIM kartu před zneužitím, je-li zadán 3x za sebou špatně, je SIM karta zablokována. Odblokovat jí lze PUK kódem. PIN 2 – čtyřmístný kód umožňující přístup k některým funkcím telefonu, např. nastavení provolané částky.

PSTN – Public Switched Telecommunication Network – označení pro veřejné komutované telekomunikační sítě, čili klasické pevné veřejné telefonní sítě, používající techniku přepojování okruhů.

PUK – osmimístný kód umožňující odblokovat zablokovanou SIM kartu, též lze pomoci něho měnit PIN kód.

PUK 2 - osmimístný kód umožňující měnit nastavení PIN 2, též lze pomocí.

Roaming – používání sítě jiného než domovského operátora.

Router – směrovač, zařízení směrující datové pakety, na vstupu „vybalý“ síťový paket z linkového rámce, na výstupu je síťový paket nasměrován směrem k příjemci – vložen do jiného linkového rámce. SGSN – Serving GPRS Support Node, části infrastruktury GPRS – obslužný uzel GPRS, obsluhuje provoz datových paketů koncových uživatelů v dané oblasti, tedy rozhoduje, jakou cestou daný paket poputuje sítí, provádí autentizaci, šifrování a kontrolu IMEI, atd.

SIM – Subscriber Identity Module – SIM karta. Karta aktivující fce mobilního telefonu a nesoucí telefonní číslo uživatele. Obsahuje dva adresáře. Do jednoho z nich se ukládají

10

Příloha č. 2

telefonní seznamy, SMSky, poslední volaná tel. čísla, atd. Druhý obsahuje údaje o síti operátora. SIM karta slouží k identifikaci uživatele uvnitř sítě pomoci tzv. IMSI.

SIM Toolkit - Subscriber Identity Module Application Toolkit – technologie SIM umožňuje aktualizací SIM karty přes bezdrátové spojení libovolně měnit menu telefonu (nutná jeho podpora).

SMSC – Short Messege Service Centrum – centrum krátkých textových zpráv. Systém zajišťující posílání krátkých SMS zpráv, část subsystému NSS systému GSM.

TDMA – Time Division Multiple Access – mnohonásobný přístup do sítě, kdy jste od ostatních uživatelů odděleni v čase. Každý účastník má pro sebe podobu spojení vyhrazen v celém frekvenčním pásnu radiového kanálu jeden nebo více časových intervalů (timeslotů), do kterých je vkládána přenášená informace.

UMTS - Universal Mobile Telephone Standard – univerzální mobilní systém. Další generace (3G) mobilní sítě s globálním dosahem. Počítá s možností plynulého přechodu stávajících GSM sítí a CDMA sítí k UMTS.

Uplink – výraz pro přenos informace směrem od uživatele.

11

Konvergované služby v elektronických komunikacích

Recommend Documents