Upload
truongcong
View
217
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Systemy i Sieci Telekomunikacyjne
Wprowadzenie
TelekomunikacyjneTI
Krzysztof Wajda
Katedra Telekomunikacji AGHmarzec, 2017
Zakres wykładu
•Aspekty ewolucji sieci i protokołów
•Podstawowe koncepcje sieciowe (szkieletowe,
„core”):
• ATM
• MPLS• MPLS
• GMPLS
• protokoły i koncepcje dodatkowe: IP,
Ethernet, ISDN,...
• ekosystem telekomunikacyjny
• podstawowe aspekty realizacji usług
• wirtualizacja (SDN, NFV)
Literatura
• Rekomendacje ITU
• Dokumenty IETF (RFC i drafty)
• D. Ginsburg, „ATM. Solutions for enterprise
networking”, Addison-Wesley, 1999
• K. Nowicki, J. Woźniak, „Sieci LAN, MAN, • K. Nowicki, J. Woźniak, „Sieci LAN, MAN,
WAN”, Wydawnictwo Fundacji Postępu
Telekomunikacji
• Materiały wykładowe: http://kt.agh.edu.pl/~wajda
• Artykuły z IEEE Communications Magazine
• Dokumenty standaryzacyjne ATM Forum
Standaryzacja
• ISO – International Organization for Standardization
• ITU-T – International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector
• ETSI – European Telecommunications Standard InstituteInstitute
• ANSI – American National Standards Institute
• TMF – TeleManagement Forum
• IAB – Internet Architecture Board
• DMTF – Distributed Management Task Force
• IETF – Internet Engineering Task Force
• OMG – Object Management Group
• OASIS – Organization for the Advancement of Structured Information Standards
Integracja sieci
Rozwój koncepcji sieci Rozwój koncepcji sieci szerokopasmowej
Architektura sieci
IP(MPLS)
ATM
SDH
fiber
System telekomunikacyjny
PBX
Systemnośny
CPE LocalLoop
SwitchingSystems
InterofficeTrunks
SwitchingSystems
LocalLoop
Urządzeniaużytkownika
Łączalokalne
Systemykomutacyjne
Systemytransmisyjne
Systemykomutacyjne
Łączalokalne
centralalokalna
centrala
siećabonencka systemy komutacji
międzymiastowej
tandem. tandem.centrala centrala
lokalna
systemsatelitarny
PBX
FAX
Multi-plexer
Local
NetworkArea
linia dzierżawiona
system światłowodowy
system mikrofalowy
modem
modem
modem
centralalokalna
łączamiędzycentralowe
modem lub inny system transmisyjny
gateway
System telekomunikacyjny
PBX
Systemnośny
CPE LocalLoop
SwitchingSystems
InterofficeTrunks
SwitchingSystems
LocalLoop
Urządzeniaużytkownika
Łączalokalne
Systemykomutacyjne
Systemytransmisyjne
Systemykomutacyjne
Łączalokalne
centralalokalna
centrala
siećabonencka systemy komutacji
międzymiastowej
tandem. tandem.centrala centrala
lokalna
systemsatelitarny
PBX
FAX
Multi-plexer
Local
NetworkArea
linia dzierżawiona
system światłowodowy
system mikrofalowy
modem
modem
modem
centralalokalna
łączamiędzycentralowe
modem lub inny system transmisyjny
gateway
sieć dostępowa obszar przełączania
tele-transmisja
Usługi telekomunikacyjneBroadband ISDN
EDI (Electronic DataInterchange)
Voice ConferencingVoice-to-text
ISDN
teletex
telegrafia
telefoniafacsimile
DATA
GRAPHICSmobile facsimile
color facsimile
videotextelex
packet switching
electronic mail
circuits switching
telemetry teleshoppping
usługi głosowe
transmisja danych
grafika
Voice-to-textText-to-voice
Satellite Communication Voice StorageHifi Telephony
Radio
Stereo Sound CD-quality Music AUDIO
TelevisionColor Television
Videotelephony
High Definition TVVideoconferencing
Cable TV Satellite News GatheringStereo Television
Video on Demend
VIDEO
1850 1880 1920 1930 1960 1970 1980 1990 2000
VOICE
global paging systems
nationwide paging systems
alphanumeric paging
digital mobile telephony
MOBILE SERVICES
mobile telephony
mobile data transmission
paging systemscelular telephony
wireless digital telephony
usługi głosowe
dźwięk
wideo
usługi mobilne
Zasoby dyskowe i sieciowe -trendy
Source: http://www.mkomo.com/cost-per-gigabyte
Koszty pamięci maleją
szybciej niż koszty sieciowe
(Gbit/s)
Ewolucja sieciUwarunkowania zewnętrzne Uwarunkowania zewnętrzne
Dystrybucja ruchu (godz.szczytu) w Europie
Dostęp przewodowy Dostęp mobilny
*Sandvine, “Global Internet Phenomena Report: 1H 2014”
Top 10 aplikacji w Europie Użytkownicy przewodowi
*Sandvine, “Global Internet Phenomena Report: 1H 2014” Użytkownicy mobilni
Ewolucja w stronę IoTRozwój od 5 mld do 50 mld obiektów w sieci
*Sandvine, “Global Internet Phenomena Report: 1H 2014”
Transmisja danych
*Sandvine, “Global Internet Phenomena Report: 1H 2014”
Zapotrzebowanie na przepływność w Europie oraz struktura przychodów
• Internet jest traktowany jako „tanie” medium (zapotrzebowanie na pasmo 35 %, tylko 4 % przychodów)• w krajach o niskim poziomie telekomunikacji powszechne jest narzekanie na zbyt wysokie koszty dostępu do Internetu, wręcz uważa się to za powód powstawania zapóźnień cywilizacyjnych
Ewolucja przychodów
ARPU:
Average Revenue Per User
Problem operatorów
Nowe usługi/środowiska
Rozwój usług
• VoIP
• Video & Content Distribution
• Presence (joyn)
• Machine-2-Machine (M2M)
*Sandvine, “Global Internet Phenomena Report: 1H 2014”
• Machine-2-Machine (M2M)
• Unified Communications (Business)
• LAN as a Service (Business)
• Connected Life/Work
• Cloud Services (IaaS, SaaS)/App streaming
Ewolucja sieciUwarunkowania techniczne Uwarunkowania techniczne
(wewnętrzne)
Podstawowe trendy
� Dążenie do stosowania docelowo tylko
jednej sieci,
� usługi multimedialne,
� usługi “inteligentne”,� usługi “inteligentne”,
� duża przepływność do użytkownika
końcowego,
� ochrona istniejących inwestycji,
�„softwarization” (SDN/NFV).
System telekomunikacyjny -możliwości
Cable
1 cable * 200 fibers/cable * 160 λλλλ/fiber * 10 Gb/s/λλλλ
1101011000110101011
= 320 Tb1 cable * 200 fibers/cable * 160 λλλλ/fiber * 10 Gb/s/λλλλ = 320 Tb
→→→→ a single cable cut can lead to a dramatic amount of lost traffic
5 billion telephone lines (= 64 kb/s)
60.000 full CD’s per second
Warstwowa struktura sieci
IP
ATM
IP
ATM
IP/ATM
IP IPWarstwasieciowa
Warstwałącza danych
MPLS
SDH
WDM WDM
ATM
SDH
WDM
SDH
WDM WDM
Warstwafizyczna
Warstwaoptyczna
Architektura sieci
IP(MPLS)
ATM
SDH
fiber
Obszary sieci
Tradycyjny podział sieci:
• LAN
• campus
• MAN
• WAN• WAN
+ sieci o krótkim zasięgu
• BAN
• V2V
• sensor networks
•…
Ekosystem telekomunikacyjny
Rozwój „stakeholders”
today
T OP SP CP
T – terminal vendors
interesariuszy„graczy”
today
tomorrow
T OP SP CP
T – terminal vendors
OP – operators
SP – service providers
CP – content providers
Ewolucja sieciPodstawowe koncepcje
transportu transportu
Komutacja przestrzenna
TDM
TDM multipleksacja z podziałem czasu
pole informacyjneszczelina czasowapoczątek ramki
kanał 1 kanał 2 kanał 3 kanał nkanał 1 kanał 2 kanał 3 kanał n
Multipleksacja etykietowana
ATM
pole informacyjne
pakiet ATM
multipleksacja etykietowana
nagłówek
pole informacyjne
Komutacja pakietów
Komutacja pakietów
pakiet IP
nagłówek
pole informacyjne
TDM a multipleksacja etykietowana
ATM
nagłówek
pole informacyjne
pakiet ATM
multipleksacja etykietowana
TDM
nagłówek
multipleksacja z podziałem czasu
pole informacyjneszczelina czasowapoczątek ramki
kanał 1 kanał 2 kanał 3 kanał n
Komutacja kanałów i pakietów (1)
Komutacja kanałów• połączenie jest identyfikowane przy pomocy
indeksu pozycji kanału w ramce
• transfer informacji jest poprzedzony fazą
zestawiania połączenia (realizowany przez
sygnalizację)
• istnieje potrzeba synchronizacji strumienia danych • istnieje potrzeba synchronizacji strumienia danych
ze źrodła w ramce czasowej
Komutacja pakietów• połączenie jest identyfikowane przez etykietę
(label)
• generowanie i wysylanie komórek przez źródla jest
niezależne od sieci (stąd nazwa Asynchronous
Transfer Mode)
Komutacja kanałówzalety: transparentność sieci, niezależność od protokołów, nie wystepuje jitterwady: brak możliwości dostosowania wielkości wykorzystanego pasma do intensywności przenoszenia informacji
Komutacja pakietów
Komutacja kanałów i pakietów (2)
Komutacja pakietówzalety: realizowana optymalizacja wykorzystania zasobów łączy, pasmo dostępne “na żądanie”, technika dostosowana do ruchu “porowatego” (bursty)wady: silna zależność od stosowanych protokołów, zmienne i mało przewidywalne opóźnienie transmisji pakietów
technika ATM implementuje pozytywne cechy
obu technik
Podstawowe trendy
� Dążenie do wykorzystywania docelowo tylko
jednej sieci (jednego typu),
� usługi multimedialne,
� usługi “inteligentne”,� usługi “inteligentne”,
� duża przepływność do użytkownika
końcowego,
� ochrona istniejących inwestycji
�selektywność usług, QoS vs neutralność
sieci,
�chmury (wirtualizacja)
Podsumowanie
• Ewolucja sieci szerokopasmowej
• Wzrastająca rola komutacji pakietów i protokołu IP
• Stymulujaca rola rozwoju usług oraz konkurencji na rynku telekomunikacyjnymkonkurencji na rynku telekomunikacyjnym
Literatura
• Rekomendacje ITU
• Dokumenty IETF (RFC i drafty)
• Dokumenty standaryzacyjne ATM Forum
• D. Ginsburg, „ATM. Solutions for enterprise networking”, Addison-Wesley, 1999
• K. Nowicki, J. Woźniak, „Sieci LAN, MAN, WAN”, • K. Nowicki, J. Woźniak, „Sieci LAN, MAN, WAN”, Wydawnictwo Fundacji Postępu Telekomunikacji
• Materiały wykładowe: http://kt.agh.edu.pl/~wajda
• Artykuły z IEEE Communications Magazine
Dziękuje za uwagę !