Download
slide1 n.
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Németh Krisztián BME TMIT 2006. dec. 13. PowerPoint Presentation
Download Presentation
Németh Krisztián BME TMIT 2006. dec. 13.

Németh Krisztián BME TMIT 2006. dec. 13.

97 Views Download Presentation
Download Presentation

Németh Krisztián BME TMIT 2006. dec. 13.

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

  1. Távközlő Hálózatok27. előadás10. Szemelvények a fizikai rétegből11. Az információközlő hálózatok felépítésének elvei Németh Krisztián BME TMIT 2006. dec. 13.

  2. 0.2 A tárgy felépítése • 0. Bevezetés • 1. Távközlő hálózati architektúrák • 2. Kapcsolástechnika • 3. Jelzésrendszerek Előfizető és központ közötti, központok közötti, VoIP • 4. Távközlési protokollok • 5. Gerinchálózati technikák PDH, ATM, MPLS, SDH, stb. • 6. IP szélessávú hozzáférési technikák Analóg vonali modem, ADSL, xDSL, kábel-TV, stb. • 7. Beszédátvitel IP felett • 8. Mobil távközlő rendszerek GSM, UMTS, műholdas rendszerek, mobil számítógép hálózatok • 9. Jelátviteli és forgalmi követelmények • 10. Szemelvények a fizikai rétegből (bonus track :-) ) • 11. Az információközlő hálózatok felépítésének elvei Németh K.(5 ea.) Csopaki Gy.(6 ea.) Cinkler T.(4 ea.) Németh K.(12 ea.)

  3. Szemelvények a fizikai rétegből • 6 témakör: • visszhang • elhalkulás (fading) • mikrohullámú rádiós átvitel • digitális jelek átvitele analóg csatornán • illesztett lezárás • Javasolt irodalom: weblapon található Kovács-Ludányi jegyzet • a weblap alján: korábbi félévek, majd ott a 2005. tavasz kiválasztása

  4. visszhang visszhang önhang önhang hurok! Visszhang • Több helyen keletkezhet, de a 2/4 huzalos átalakításnál jellemző • Példa átviteli út: (egy vonal egy vezeték) (műholdas átvitelnél akár ennél is több)

  5. Visszhang • Önhang: • hasznos! • kb. 25 dB csillapítás • A hurkot ki kell küszöbölni, hogy: • ne gerjedjen • ne torzítsa az átvitelt • ne legyen többszörös visszhang • Visszhang: • 12,5 ms alatt nem különböztethető meg az önhangtól (nincs vele gond) • kritikus táv, ha csak a terjedési késleltetést nézzük:0,0125 s * 250 000 km/s = 3125 km  3000 km(közegbeli fénysebesség alacsonyabb c-nél)de ez oda-vissza értendő, tehát kb. 1500 km földrajzi táv a kritikus • felette valamit kezdeni kell vele • 31 dB, vagy nagyobb csillapítás már jó

  6. Visszhang kezelése • Visszhangzár: • ugyanez a túloldalon is • VAD: Voice Activity Detector, beszéddetektor: • észleli, hogy éppen beszél-e a távoli fél • beszéd esetén e kapcsolás lezárja a visszamenő erősítőt • emiatt félduplex • elavult

  7. Visszhang kezelése • Visszhangtörlő (VT, echo canceller) • ugyanez a túloldalon is • feladata a visszhang modellezése • megfelelő késleltetés • megfelelő csillapítás • megfelelő torzítás • ezek időben változhatnak, mert: • környezeti hatások (pl. hő) változnak • kihangosítást bekapcsolhatják menet közben • ezért adaptív eszköz a hibajel mérésével: • visszhang felismerése és törlése

  8. Elhalkulás (fading) • Oka: többutas terjedés (multipath propagation) • jel visszaverődik a földfelszínről, tereptárgyakról • több jel szuperpozíciója jelenik meg, ezek gyengítik vagy erősítik egymást • megj.: visszaverődés: 180 fokos fázistolás

  9. Elhalkulás (fading) • Kioltási helyek: • k=1,2,... • GSM:

  10. Elhalkulás (fading) • Hatásai: • mozgó adó: nagyobb adási teljesítmény szükséges • akkumulátor merítése • élettani hatás • mozgó vevő: • rosszabb jel/zaj viszony • Mit tehetünk ellene? • jel fókuszálása (pl. forgási paraboloid antenna) • hibajavító kódolás (FEC) • többféle átvitel (diversity) • időben: jel ismétlése (közben mozogni kell) • térben: két vevőantenna (térben távolabb egymástól) • frekvenciában: két frekvencia használata: más kioltási helyek

  11. Mikrohullámú rádiós átvitel • Gerinchálózat: rádiós ismétlő lánc • néhány GHz-es tartomány • hurok kiiktatása: más frekvencián adás és vétel • eső, köd, hó zavarja • Hozzáférői hálózat • gyors telepítés • ritkán lakott helyeken előnyös

  12. Digitális jelek átvitele analóg csatornán • Ennek van egyenáram (DC, Direct Current) komponense: • A nulla frekvencia közelében nem lehet információt átvinni

  13. Digitális jelek átvitele analóg csatornán • A nulla frekvencia közelében nem lehet információt átvinni, mert: • fémvezető: • távtáplálás • nagyfesz. védelem: transzformátoros leválasztás • 50 Hz és felharmonikusai: 100, 150 Hz bezavarna • koax 60 kHz alatt nem visz át • optikai kábel: • csak az optikai tartományban visz át • rádiós átvitel: • minimum kHz-es nagyságrend kell itt is

  14. Digitális jelek átvitele analóg csatornán • A nulla frekvencia közelében nem lehet információt átvinni. Megoldások: • vonali kódolás (pl. ugyanannyi +1V mint -1V) • pl. LAN, ISDN, PDH, SDH • egyszerű • de sávszélesség-pazarló: B>>1/T • B: sávszélesség • T: bitidő

  15. Digitális jelek átvitele analóg csatornán • A nulla frekvencia közelében nem lehet információt átvinni. Megoldások: • moduláció/demoduláció • pl. frekvenciamoduláció, amplitúdómoduláció, fázismoduláció • egy adott vivőfrekvencia (fv) környékére korlátozza a spektrumot • bonyolultabb • nem pazarolja a sávszélességet: B  1/T (adott jel/zaj viszony, ld. Shannon-tételes megjegyzés korábban) • használata: • erősen sávkorlátozott környezetben, illetve adott átviteli frekvenciatartomány esetén • pl. rádiós átv., optikai átvitel, telefonmodemek

  16. Digitális jelek átvitele analóg csatornán • Másik probléma: szinkronitás fenntartása • elegendő nullátmenet kell. Ez biztosítható: • megfelelő vonal kódolással • modem: bitkeverővel (scrambler) • bináris álvéletlen sorozat • ebben 0,5 valószínűsége a 0-nak és az 1-nek • mod 2 hozzáadás az adó és vevő oldalon is

  17. Illesztett lezárás • Fémvezetékpár egy differenciálisan kicsi, δ hosszú darabjának modellje: • R: ohmikus ellenállás [ohm/km] • L: induktivitás [H/km] • G: ohmos átvezetés [siemens/km] • C: kapacitás [fahrad/km]. • Egyik irányban végtelen szakasz: elemi szakaszon mért impedanciák összege • véges lesz • hullámimpedancia, Z0

  18. Illesztett lezárás • Véges esetben a végén visszaverődés lesz • egyik felén végtelen esetben természetesen nem • a véges szakaszt olyan impedanciával kell lezárni, hogy „úgy tűnjön”, mintha végtelen vezeték lenne (valós!)

  19. 0.2 A tárgy felépítése • 0. Bevezetés • 1. Távközlő hálózati architektúrák • 2. Kapcsolástechnika • 3. Jelzésrendszerek Előfizető és központ közötti, központok közötti, VoIP • 4. Távközlési protokollok • 5. Gerinchálózati technikák PDH, ATM, MPLS, SDH, stb. • 6. IP szélessávú hozzáférési technikák Analóg vonali modem, ADSL, xDSL, kábel-TV, stb. • 7. Beszédátvitel IP felett • 8. Mobil távközlő rendszerek GSM, UMTS, műholdas rendszerek, mobil számítógép hálózatok • 9. Jelátviteli és forgalmi követelmények • 10. Szemelvények a fizikai rétegből • 11. Az információközlő hálózatok felépítésének elvei Németh K.(5 ea.) Csopaki Gy.(6 ea.) Cinkler T.(4 ea.) Németh K.(12 ea.)

  20. Modellek, modellezés...

  21. Az információközlő hálózatok topológiai modellezése • Topológiai modellezés • Különböző szinteken • 3 alsó OSI szinten: • fizikai: fizikai hálózat • adatkapcsolati: adatkapcsolati hálózat • hálózati: forgalmi hálózat • Mindig az ott megjelenő eszközöket • Mindig azt használjuk, amelyik a legcélszerűbb • Megj.: TH-ban nincs OSI, de lehet hasonlót definiálni • Csak homogén (azonos technológiájú) hálózatra!

  22. Fizikai hálózat • Vezetékes hálózat(rész): • merre mennek a vezetékek, • mik kapcsolódnak hozzájuk • Vezetéknélküli hálózat(rész): • adó/vevő térbeli helye • minden más, ami az átvitelt befolyásolja

  23. Fizikai hálózat • Útszakasz • irányított közeg • egy adótól egy vevőig • osztott közeg: • egy adótól sok vevőig • Csomópont • minden ami a vezetékhez/adó-vevőhöz csatlakozik • pl. csatlakozó, kábelrendező, jelerősítő, ill. magasabb rendű eszközök: híd, útválasztó, nyaláboló, kapcsoló, végberendezés • Fontos a térbeli elhelyezkedés • célszerű feltüntetni pl. kábelalagutakat, -aknákat • bár ezek nem részei a fizikai hálózatnak

  24. Adatkapcsolati hálózat • TH esetén: szállító/transzport hálózat név is használatos • Csomópontok: 2. rétegbeli feldolgozást végző elemek • pl. SzgH: hidak, útválasztók, végberendezések • pl. TH: nyalábolók, rendezők, kapcsolók, végberendezések • Csomópontok helye nem számít, csak az, hogy mi mivel áll közvetlen kapcsolatban

  25. Forgalmi hálózat • OSI hálózati szint: forgalmi v. logikai hálózat • Csomópontok: • csak 3. rétegbeli feldolgozást végző eszközök • pl. útválasztó, kapcsoló • Útszakaszok: • ezek közötti összeköttetések

  26. Forgalmi hálózat • Alsóbb rétegbeli „útszakasz” leképezése forgalmi hálózati „útszakaszra”:

  27. Példák a különböző hálózatmodellekre • 1. példa: kis cég számítógép-hálózata • A fizikai hálózat:

  28. Példák a különböző hálózatmodellekre • Az adatkapcsolati hálózat:

  29. Példák a különböző hálózatmodellekre • A forgalmi hálózat:

  30. Példák a különböző hálózatmodellekre • 2. példa: (fiktív) távbeszélő-hálózat részlet • A forgalmi hálózat:

  31. Példák a különböző hálózatmodellekre • Az adatkapcsolati hálózat:

  32. Példák a különböző hálózatmodellekre • A fizikai hálózat:

  33. Az információközlő hálózatok összekapcsolása • Összekapcsolás előnyei: • sok kis hálózatból nagyot • Internet eleve ilyen • különböző szolgáltatók ügyfelei kommunikálhatnak • inkrementális fejlesztés lehetséges • pl. IPv4  IPv6, analóg  digitális telefon • gazdasági előny, pl. VoIP • stb., stb. • Ennek nézzük az elvi műszaki hátterét

  34. Hordozó és távszolgáltató hálózatok (ism.) • Hordozó hálózat (bearer network) : • Def: két vagy több pont közötti átlátszó – a hálózat által nem értelmezett, nem feldolgozott – adatátvitelt biztosít • nincs végberendezés • nincs alkalmazás • önmagában nem fordul elő • a szolgáltatás neve: hordozó szolgáltatás • pl. 64 kb/s átlátszó adatátvitel • Távszolgáltató hálózat (teleservice network) : • létezik végberendezés • létezik alkalmazás • az átvitt információ ennek megfelelő, a hálózat a jelet módosíthatja, amíg az alkalmazásnak ez megfelelő • a szolgáltatás neve: távszolgáltatás • pl. távbeszélő szolgáltatás

  35. Hálózatok és összekapcsolásuk • SzgH és TH is lehet hordozó, távszolgáltató is • Két féle összekapcsolás lehetséges: • egyenrangú • hierarchikus

  36. Hálózatok egyenrangú összekapcsolása • Egyenrangú együttműködés • 2 távszolgáltató vagy 2 hordozó hálózat között • E: SzgH: átjárónak (gateway) is nevezik • FTH: kb. hálózat - (végberendezés + együttműködtető egység) • Egyszerűbb jelölés:

  37. Hálózatok egyenrangú összekapcsolása • Legfőbb okok: technológiai vagy igazgatási eltérés • Technológiai eltérés, pl.: • (egy tulajdonban lévő) vezetékes és mozgó távbeszélő hálózat • Igazgatási eltérés, pl.: • két telefontársaság • céges Intranet és Internet. Ekkor átjáró pl. a tűzfal • Persze lehet a két eltéréstípus együtt is, pl: • külön tulajdonban lévő vezetékes és mozgó távbeszélő hálózat

  38. Hálózatok hierarchikus összekapcsolása • Hierarchikus együttműködés • Egy távszolgáltató és egy hordozó vagy 2 hordozó hálózat között • Mindkét oldalon FTH1! • Felső ráépített, alsó alaphálózat • Egyszerűbb jelölés:

  39. Hálózatok hierarchikus összekapcsolása • Ok: technológiai eltérés • (Igazgatási eltérés is lehetséges, ezen felül) • példák: • PDH SDH felett • SDH: nagy adatsebesség, jól menedzselhető • PDH: 64 kb/s közvetlenül felhasználható • IPv6 IPv4 felett • IPv6 szigetek összekötése IPv4-gyel • „alagutazás/tunneling” • sok variáció lehetséges, pl.:

  40. Összekapcsolások kombinálása • A különböző típusú összekapcsolások kombinálhatóak. • Pl.: IP hálózat adatainak átvitele egy SDH rendszer felett, amely két szolgáltatóhoz tartozik: azaz:

  41. Technológiai modellezés • A hierarchikus összekapcsolás tulajdonképpen felfogható rétegmodellnek: • minden réteg csak a szomszédaival kommunikál • persze egy technológiai réteg több OSI réteget tartalmazhat, ezekről majd később • Pl.:

  42. Köszönöm az egész félévi figyelmet! A vizsgákhoz pedig: