1 Hozzáférési hálózatok Vida Rolland

Hozzáférési hálózatok 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)

Hozzáférési hálózatok 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

Hozzáférési hálózatok 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  Trönkök a kapcsolóközpontokat összekötő szálak törzshálózat  Kapcsolóközpontok A kezdeti hálózat teljesen analóg  Fokozatos áttérés a digitális átvitelre, főleg a kapcsolóközpontok között (törzshálózat)

Hozzáférési hálózatok PSTN Local Exchange Local Loop Törzshálózat A AA A

Hozzáférési hálózatok Csavart érpár Két párhuzamosan vezetett, szigetelt és összesodort vezeték  Telefonkábel, Ethernet, TokenRing, DSL, stb. Árnyékolás szerinti csoportosítás  UTP - Unshielded Twisted Pair Árnyékolatlan csavart (sodrott) érpár  STP - Shielded Twisted Pair Árnyékolt csavart érpár (páronkénti árnyékolás)  ScTP – Screened Twisted Pair Másnéven FTP (Foil Twisted Pair) Árnyékolás van, de nem páronként

Hozzáférési hálózatok 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

Hozzáférési hálózatok Nyalábolás Több beszédcsatorna átvitele egyetlen közegen  Multiplexing Analóg telefonhálózatokban – FDM  Frequency Division Multiplexing, Frekvenciaosztásos nyalábolás  Elavult, már kevés országban használják Inkább TDM Kb beszédcsatorna egy kimeneten  60 MHz-es koaxiális kábel 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

Hozzáférési hálózatok PCM Pulse Code Modulation  Az analóg jelek digitalizálására Nyquist tétel alapján 4kHz-es jelhez 8kHz-es mintavételezés  256 jelszintre kvantálva 8 biten kódolva  Atviteli sebesség: 8bit x 8kHz = 64 kbit/s

Hozzáférési hálózatok Digitális hangátvitel Local Exchange Local Loop Törzshálózat A DD A PCMPCM PCMPCM A/DD/A

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

Hozzáférési hálózatok Dial-up modem Local Exchange Local Loop Törzshálózat A DD A PCMPCM PCMPCM PC Modem A/D A A D A/DD/A Modem D/A A D A PC

Hozzáférési hálózatok Belső modemek Software modem (Winmodem)  Általában PCI csatlakozón keresztül  A Windows-on keresztül történik az adatok feldolgozása  Lassítja a letöltést, növeli a késleltetést Hardware modem  Van saját beépített controller-je  Gyorsabb kommunikációt tesz lehetővé

Hozzáférési hálózatok Külső modemek Soros csatlakozással (serial port) USB csatlakozással PCMCIA csatlakozással  laptopok csatlakoztatására

Hozzáférési hálózatok Modem történelem Az elsö modem az 50-es években  Az Amerikai Légvédelem használta katonai adatok küldésére a telefonhálózaton keresztül  Az első keresekedelmi forgalomban kapható modem – Bell 103 (1962) 300 bps full duplex átvitel ITU-T V.21 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

Hozzáférési hálózatok Meddig fejlődhet? Shannon törvénye:  C = B * log 2 (1 + S/N) C – bitsebesség (bps) B – csatorna sávszélesség (Hz) S/N – jel/zaj viszony (signal to noise) A gerinchálózat már digitális  A PCM kódolás után egy 64 Kbps csatornán megy a jel, ez a felső határ  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

Hozzáférési hálózatok Kihalófélben a dial-up

Hozzáférési hálózatok 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)  Soha nem valósult meg

Hozzáférési hálózatok 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 csavart 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 kevás 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

Hozzáférési hálózatok ISDN Két csatornatípus:  B – basic (64 Kbps)  D – data (16 vagy 64 Kbps) Pl. tárcsázás, csengetés  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. A jelzéscsomagban benne van hogy ki hív, milyen kapcsolaton (adat/hang), stb.  Lehet okosan dönteni arról, hogyan kezeljük a hívást Több beszéd/adatcsatorna ugyanazon az érpáron Lehetséges konfigurációk:  Otthoni felhasználóknak: 2B+D 2*64 Kbps + 16 Kbps sign. BRA/BRI – Basic Rate Acces/Interface (alapsebességű hozzáférés)  Céges előfizetőknek: 30B+D 30*64 Kbps + 64 Kbps sign. PRA/PRI – Primary Rate Acces/Interface (primer sebességű hozzáférés)

Hozzáférési hálózatok Hálózati elemek BRA ISDN hozzáférés  ET: Exchange Terminal (központi végződés) a B csatorna jeleit a kapcsolómátrix felé küldi D csatorna – jelzés a központi processzornak, vagy kis sebességű átvitel  Ma már nem szokás használni  LT: Line Terminal (vonali végződés) LT+ET egy interfészkártyán a központban a V interfész kvázi virtuális  NT: Network Terminal (hálózati végződés) az NT1 és NT2 is gyakran egy készülékben, mindkettőt a szolgáltató adja  T interfész is virtuális lehet  TE: Terminal Equipment (végberendezés)  TA: Terminal Adapter (végberendezés illesztő)

Hozzáférési hálózatok BRA ISDN TE1 – kifejezetten egy ISDN eszköz  pl. ISDN telefon TA – illeszt egy nem ISDn eszközt a hálózathoz  pl. hagyományos telefon (TE2) S-busz  max. 8 egység kiszolgálására képes, 4 érpáron U interfész  Egy érpár, ugyanaz a fizikai interfész mint a telefonvonalnál  Full duplex átvitel, csak egy eszköz lehet rácsatlakoztatva (NT1)

Hozzáférési hálózatok PRA hozzáférés 2 Mbps-es hozzáférés  Tipikusan vállalatok használják helyi központot illsztenek rá PABX: Private Automatic Branch eXchange  magánhálózati automatikus alközpont