Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

1 Hálózati technológiák és alkalmazások Vida Rolland 2008.03.11.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "1 Hálózati technológiák és alkalmazások Vida Rolland 2008.03.11."— Előadás másolata:

1 1 Hálózati technológiák és alkalmazások Vida Rolland

2 Hálózati technológiák és alkalmazások Foliák

3 Hálózati technológiák és alkalmazások Bevezető Két számítógép kommunikációjához legegyszerűbb megoldás a közvetlen összeköttetés  Mint a lokális hálózatokban Ha nagy távolságok és sok gép, akkor nagyon drága  Nem a vezeték a drága, hanem a munkálatok Ásás, épületeken belüli munkák  Sok országban tilos magánvezetékeket köztulajdonban levő kábelekkel együtt vezetni Megoldás: igénybe kell venni a már meglévő hálózatokat  Nyilvános kapcsolt telefonhálózat Public Switched Telephone Network (PSTN)

4 Hálózati technológiák és alkalmazások PSTN A telefonhálózatokat korábban tervezték, kizárólag beszédátvitelre 1876 – Graham Bell feltalálja a telefont  Pár órával Elisha Gray előtt Készüléket lehetett vásárolni, a vezetéket a felhasználónak kellett kihúznia  Minden felhasználópár között egy külön vezeték  Egy év alatt a városokat behálózták a vezetékek 1878 – Bell Telefontársaság  Az első telefonközpont – New Haven, Connecticut  Telefonkezelő kézi kapcsolással kötötte össze a hívót és a hívottat Városok közötti hívások  Telefonközpontok összekötése  Másodszintű központok, hierarchikus architektúra Csak az USA-ban ma több mint központ, 5 szintű hierarchia

5 Hálózati technológiák és alkalmazások PSTN A telefonhálózat elemei:  Előfizetői hurok A háztól vagy az irodától a helyi kapcsolóközpontig („local exchange”)  „Local loop”, „last mile”  Optical local loop, wireless local loop Csavart réz érpár  Kapcsolóközpontok  Trönkök a kapcsolóközpontokat összekötő szálak gerinchálózat (törzshálózat) A kezdeti hálózat teljesen analóg  Fokozatos áttérés a digitális átvitelre, főleg a kapcsolóközpontok között (gerinchálózat)

6 Hálózati technológiák és alkalmazások PSTN Local Exchange Local Loop Gerinchálózat A AA A

7 Hálózati technológiák és alkalmazások Beszédcsatorna 4kHz sávszélességű beszédcsatorna  A beszédjel átviteli tartománya 0.3 – 3.4 kHz között  Védősávokkal kiegészítve Az emberi fül által érzékelhető frekvenciatartomány: 20Hz – kHz  A beszédhangok átvitele volt a cél  Nem kell minden hallható hangot átvinni Gazdasági megfontolások

8 Hálózati technológiák és alkalmazások Nyalábolás Több beszédcsatorna átvitele egyetlen közegen - Multiplexing Analóg telefonhálózatokban – FDM  Frequency Division Multiplexing, Frekvenciaosztásos nyalábolás A bejövő csatornát egy adott sávszélességűre csökkentik Egy adott frekvencia többszöröseit hozzáadják (keverik) A kapott sávokat összegzik  Elavult, már kevés országban használják Inkább TDM beszédcsatorna egy kimeneten  60 MHz-es koaxiális kábel (1976) 4kHz * védősávok  Az interferenciák elkerülésére Össze lehet kötni két es várost  Úgysem beszél mindenki egyszerre  A felhasználó szempontjából ugyanaz, mintha egy külön 4kHz-es érpárral lenne összekötve a beszélgetőpartnerével

9 Hálózati technológiák és alkalmazások PCM Pulse Code Modulation  Az analóg jelek digitalizálására Nyquist tétel alapján 4kHz-es jelhez 8kHz-es mintavételezés  256 jelszintre kvantálva 8 biten kódolva  Átviteli sebesség: 8bit x 8kHz = 64 kbit/s

10 Hálózati technológiák és alkalmazások Digitális hangátvitel Local Exchange Local Loop Gerinchálózat A DD A PCMPCM PCMPCM A/DD/A

11 Hálózati technológiák és alkalmazások Dial-up Access „Betárcsázós internet” A computerek digitális információi analóg jellé alakithatóak, és átvihetőek a hagyományos telefonhálózaton  „Modem” – modulator-demodulator

12 Hálózati technológiák és alkalmazások Dial-up modem Local Exchange Local Loop Gerinchálózat A DD A PCMPCM PCMPCM PC Modem A/D A A D A/DD/A Modem D/A A D A PC

13 Hálózati technológiák és alkalmazások Modem történelem Az elsö modem az 50-es években  Az Amerikai Légvédelem használta katonai adatok küldésére a telefonhálózaton keresztül Dedikált telefonvonalak Fél-duplex rendszer  Ameddig az egyik fél ad, a másik fél hallgat Akusztikus modemek  Az első keresekedelmi forgalomban kapható modem – Bell 103 (1962) 300 bps full duplex átvitel ITU-T V.21  A kapcsolat felépítése, bontása kézzel történik (tárcsázás, kézibeszélő letevése)  Érdekes: a mai telefonmodemek egy részével együtt tudnak működni

14 Hálózati technológiák és alkalmazások Akusztikus modemek előfizetői hurok telefonhálózat (A vagy D) AA D D (A: analóg, D: digitális)

15 Hálózati technológiák és alkalmazások Modem szabványok További szabványok  ITU-T V.22 – 1200 bps  ITU-T V.22bis – 2400 bps  ITU-T V.32 – 9600 bps (1984)  ITU-T V.32bis – 14.4 Kbps (1991)  ITU-T V.34 – 28.8  ITU-T V.34bis – 33.6 Kbps (1994)  ITU-T V.90 – 56.6 Kbps downstream, 33.6 Kbps upstream (1996)  ITU-T V.92 – 56.6 Kbps downstream, 48 Kbps upstream

16 Hálózati technológiák és alkalmazások Meddig fejlődhet? A gerinchálózat már digitális  A PCM kódolás után egy 64 Kbps csatornán megy a jel, ez a felső határ A legtöbb rendszerben 1 bit/byte jelzésre Max. 56Kbps  Az A/D és D/A átalakítások okozta pontatlanság (kvantálási zaj) miatt gyakorlatilag 33.6 Kbps a határ  Az 56 Kbps-os csatlakozásnál (V.90) csak a downstream sebesség ekkora A tartalomszolgáltató digitálisan éri el a hálózatot Csak a digitális gerinchálózat határán kell D/A átalakítón átmenni  Lényegesen kisebb zajtényező

17 Hálózati technológiák és alkalmazások Belső modemek Software modem (Winmodem)  Általában PCI csatlakozón keresztül  A Windows-on keresztül történik az adatok feldolgozása Tömörítés, kicsomagolás, hibajavítás,  Lassítja a letöltést, növeli a késleltetést  Más operációs rendszerrel (pl. Linux) nem működik Hardware modem  Gyorsabb kommunikációt tesz lehetővé  Drágább

18 Hálózati technológiák és alkalmazások Külső modemek Soros csatlakozással (serial port) USB csatlakozással PCMCIA csatlakozással  laptopok csatlakoztatására

19 Hálózati technológiák és alkalmazások Kihalófélben a dial-up

20 Hálózati technológiák és alkalmazások ISDN Integrated Services Digital Network  Digitális hang- és adatátvitelre alkalmas technológia Az első ISDN szabvány - CCITT Recommendation I.120 (1984)  International Telephone and Telegraph Consultative Committee  Mai nevén International Telecommunications Union (ITU) Az akkori két nagy gyártó (Northern Telecom – ma Nortel Networks, és az AT&T) másképp implementálták a szabványt  Nem működött az interoperabilitás National ISDN 1 (NI-1) és ISDN 2 (NI-2) szabványok Narrowband ISDN (N-ISDN) Broadband ISDN (B-ISDN)  ATM alapúra tervezték, soha nem valósult meg  Az Internet IP alapú

21 Hálózati technológiák és alkalmazások ISDN Integrated Services – többféle szolgáltatás  Hang, video, adatátvitel Végponttól végpontig digitális átvitel  A beszédkódoló a telefonkészülékbe van beépítve Jobb minőségű átvitel, nincs konverzió  Ugyanazon a sodrott érpáron megy a jel keresztül Ez fontos a gazdaságosság miatt Csak a készüléket kell lecserélni, a vezetéket nem Az első kereskedelmi ISDN hálózat 1987-ben  Lassan terjedt el, és mire betört volna, a kapacitása sokak számára már kevés volt  Az ISDN szolgáltatásait bevezették az analóg rendszerekben is Hívásvárakoztatás, hívószámkijelzés, hívásátirányítás  Az otthoni Internet elterjedésével fellendült Az ezredfordulón az ISDN volt a legjobb technológia netezésre Ma a szélessávú technológiák (xDSL, kábel) miatt teret vesztett

22 Hálózati technológiák és alkalmazások ISDN Két csatornatípus:  B – Bearer (64 Kbps)  D – Delta/Data (16 vagy 64 Kbps) Jelzésre (pl. tárcsázás, csengetés), de adat is lehet  Out-of-band jelzés, nem zavarja a meglévő kapcsolatokat Gyors kapcsolatfelépítés  Egy V.90-V.92 modemnél kb 30 mp, egy ISDN kapcsolatnál 2 mp. Több beszéd/adatcsatorna ugyanazon az érpáron Lehetséges konfigurációk:  Otthoni felhasználóknak: 2B+D (128 Kbps) 2*64 Kbps + 16 Kbps sign. BRA/BRI – Basic Rate Acces/Interface (alapsebességű hozzáférés)  Céges előfizetőknek: 30B+D (2Mbps) 30*64 Kbps + 64 Kbps sign. USA-ban 23 B csatorna PRA/PRI – Primary Rate Acces/Interface (primer sebességű hozzáférés)

23 Hálózati technológiák és alkalmazások Mi a DSL? DSL – Digital Subscriber Line  Digitális előfizetői vonal

24 Hálózati technológiák és alkalmazások Miért DSL? Telefonos ipar – 56 Kbps  Kábeltévé ipar – 10Mbps osztott kábeleken  Műholdas cégek – 50 Mbps ajánlatok  Lépni kellett az internetezők megtartása érdekében Megjelenik a „szélessávú” (broadband) hozzáférés  Inkább reklám mint valóság  Nem egyértelmű mit értünk szélessávon xDSL – különféle DSL változatok

25 Hálózati technológiák és alkalmazások Mitől gyors a DSL? Miért lassú a dial-up?  A telefonhálózatot beszédátvitelre optimalizálták A helyi központban egy sávszűrő Csak a 4 KHz-es beszédsáv marad  Az adatok is ezt a sávot használhatják csak Az xDSL előfizető vonalát egy olyan kapcsolóra kötik át, amelyen nincs szűrő  Kihasználhatóvá válik az előfizetői hurok teljes kapacitása Függ a hurok hosszától, vastagságától, és a minőségétől Optimális viszonyok: új vezetékek, vékony kötegek, rövid hurok Ha nagy sebességet akarunk, sok helyi központot kell telepíteni  Ha valaki túl messze lakik, költözzön közelebb Minél alacsonyabb a sebesség, annál nagyobb a hatótávolság – több lehetséges előfizető Minél alacsonyabb a sebesség, annál kevesebb érdeklődő Megoldás?  Mini központok a házakhoz közel (elég drága, de nincs jobb)

26 Hálózati technológiák és alkalmazások ADSL Asszimetrikus digitális előfizetői vonal Két versengő, és egymással inkompatibilis modulációs eljárás  DMT – Discrete Multitone Modulation (vagy OFDM) Jelenleg a legelterjedtebb  CAP – Carrierless Amplitude Phase Modulation 1996 óta nem használják DMT  1.1 MHz-es frekvenciatartomány  256 csatorna, egyenként kHz 0 csatorna – POTS (hang) 1-5 csatorna – biztonsági sáv (üres)  A hang és adatátvitel közötti interferenciák elkerülésére a maradék 250 csatornából 1 az upstream, 1 a downstream jelzése a többi a felhasználói forgalomé Frekvenciák felosztása ADSL-nél  0-4 kHz – hang  4-25 kHz – biztonsági sáv  kHz – upstream sáv  200 kHz MHz – downstream sáv

27 Hálózati technológiák és alkalmazások ADSL architektúra A szolgáltatónál  POTS Splitter Frekvenciaosztó a beszédjel és az adatok szétválasztására  A beszéd a hagyományos kapcsológéphez irányítva  A 26 KHz feletti rész a DSLAM-hoz  DSLAM – DSL Access Multiplexer Csomagokra bontja a bitfolyamot és továbbküldi az internetszolgáltató hálózatába Az előfizetőnél  POTS Splitter  ADSL modem Digitális jelfeldolgozó (DSP)  Nagysebességű összeköttetés a PC-vel Ethernet kábel és kártya Néha USB csatlakozó is Belső ADSL-modemkártyák

28 Hálózati technológiák és alkalmazások ADSL architektúra

29 Hálózati technológiák és alkalmazások A szolgáltatás hatósugara Repeater  Regenerátor Visszaállítja a jelet  Erősítő Felerősíti a jelet  ADSL szolgáltatás akár 16 km-ig

30 Hálózati technológiák és alkalmazások ADSL G.dmt ITU-T G szabvány (1999)  Lényegesen nagyobb a letöltésre elkülönített sávszélesség, a feltöltéssel szemben  a webes böngészés igényeire szabott technológia  maximális letöltési sebesség 8 Mbit/s általában 512 Kbit/s – 1 Mbit/s  maximális feltöltési sebesség 1 Mbit/s általában 64 Kbit/s – 256 Kbit/s A helyi központtól max. 3 km-es távolságig Ideális technológia lakossági felhasználásra  a hagyományos hangátvitellel közösen osztozik a már meglévő csavart érpáras vezetéken  a felhasználók egy időben telefonálhatnak és internetezhetnek ugyanazon a vezetéken keresztül

31 Hálózati technológiák és alkalmazások ADSL G.dmt 2 ITU-T G szabvány (2002) A hagyományos ADSL technológiát bővíti ki  Az adatátviteli sebesség 8-12 Mbit/s-ra nő  Az elérhetőségi távolság kb. 500 méterrel bővül A javulás leginkább a hosszú vezetékeken tapasztalható interferenciák kiszűrésének tudható be Az ADSL2 energiatakarékos  Az eredeti ADSL megoldással szemben különbséget tesz az adatátviteli és az ideiglenes átvitelmentes időszakok kezelése között Az ADSL2 rendszerek átmenetileg átválthatnak „teljes digitális” módba  átadják a hangátvitelre elkülönített csatornákat az adatátvitel számára

32 Hálózati technológiák és alkalmazások ADSL G.dmt 2 Automatikus átviteli sebesség adaptáció  Egy kötegben sodrott érpár  „Áthallás” a szomszédos érpárról Crosstalk Akár az ADSL kapcsolat bontásához is vezethet  Az ADSL2 képes adaptálni a sebességet Ha egy csatornán túl nagy a zaj, csak azt iktatja ki Az adó és a vevő megbeszélik egymással melyik csatornákat használják

33 Hálózati technológiák és alkalmazások ADSL 2+ ITU-T G szabvány (2003) Növeli a sávszélességet a használható frekvenciatartomány bővítése által  a hangátvitelre, illetve az adatfeltöltésre használt frekvenciák nem változnak  a letöltési csatorna maximális frekvenciája 1.1 MHz-ről 2.2 MHz-re bővül. A maximális letöltési sávszélesség 8Mbit/s-ról 16 Mbit/s-ra nő  1.5 km-es távolságon belül.


Letölteni ppt "1 Hálózati technológiák és alkalmazások Vida Rolland 2008.03.11."

Hasonló előadás


Google Hirdetések