Tehnologija komunikacija 2012.

1

1. TEHNOLOGIJA KOMUNIKACIJA

UVOD

Shanonova formula

teoretski 1.4 b/s/Hz 80% praktično moguće

Pojam tehnologije:

Tehnologija u najširem smislu riječi predstavlja nauku o načinima prerade sirovina u gotove proizvode;Koristeći tehniku (kao skup metoda koje se primjenjuju u radu, te vladanje tim metodama) omogućeno je da se iz materije bez upotrebne vrijednosti ili sa vrlo niskom vrijednošću dobije proizvod (u našem slučaju usluga) više upotrebne vrijednosti.

Pojam tehnologije sa telekomunikacionog stanovišta:

– Tehnologija opreme i uređaja za odvijanje telekomunikacionog saobraćaja. Pod tim pojmom se podrazumijeva diferencijacija opreme i uređaja u odnosu na tehnološki razvoj ugrađenih komponenti;

– Tehnologija organizovanja telekomunikacionog saobraćaja. Pri čemu se raznim metodama upotrebe telekomunikacione opreme postižu različiti oblici pružanja usluga i usmjeravanja telekomunikacionog saobraćaja u cilju: upravljanja saobraćajem, smanjenja zaguženja, smanjenja degradacije kvaliteta prenošene informacije, te smanjenja cijene usluge;

– Tehnologija pružanja usluga i eksploatacije telekomunikacionog saobraćaja podrazumijeva korištenje tehnološkog stepena razvoja telekomunikacione opreme i informacionih sistema u cilju obezbjeđenja velikog broja dodatnih usluga, povećanja stepena korištenja mreže i usluga i povećanja broja korisnika usluga što ima za posljedicu povećani prihod davaocu usluga.

2

sbitN

SBCk /)1ln( +=

Šta sve obuhvata tržište telekomunikacija:– proizvodnja i prodaja opreme (tehnologije opreme);– pružanje usluga u najširem smislu riječi (tehnologije organizovanja

saobraćaja):• usluge telekomunikacione mreže “network operator”;• telekomunikacione usluge u užem smislu riječi “service provider”

(govor, podaci, slika);• usluge sadržaja “content provider” (informacije, e-trgovina, e-

obrazovanje, e-medicina, zabava, lociranje, itd.);– proizvodnja i impelmentacija rješenja za OSS i BSS (tehnologija

ekspoloatacije tk. saobraćaja)• briga o korisniku, pozivni centri, nadzor, itd..

Historijski prikaz tehnološkog razvoja telekomunikacija:

– karakteristike rane faze 1831- 1930: • relativno dug period od izuma do primjene (telegraf 15 god.);• nerazumijevanje progresa (vodeće firme odbijale bavljenem novim

tehnologijama. Bell odbijen od strane Western Union-a);– karakteristike savremenog perioda: • brza primjena svih novih tehnoloških rješenja (rješenje se najavljuje

u komercijalnoj primjeni prije nego je konačno razvijeno);• korisnički zahtjevi prisiljavaju proizvođače, operatore i provajdere

da nude nova tehnološka reješenja, borba za tržište.

3

Žvotni ciklus određene tehnologije:

Tehnologija telekomunikacija je uspješna ako:– joj korisnik može lahko pristupiti;– podržava operacije velikih brzina;– jednostavna za razvoj, razumijevanje, funkcionisanje i održavanje;– Korisnička oprema može biti proizvedena sa prihvatljivom cijenom;– je jasno diferenciran njen tržišni položaj (masovna ili specijalizirana). Tehnologije opreme

Moore-ov zakon (eksponencijalni rast tehnologije):

– 1965. godine Gordon Moore:

• Svake godine gustina tranzistora po kvadrantnom inču integrisanog kruga biće duplo veća (kasnije preformulisao u 18 mjeseci).

• Prostorna dimenzija uticaja tehnologije (smanjenje potrebnog prostora i potrošnje energije).

Ljudska inovativnost povezana sa tržišnim zahtjevima uslovljava eksponencijalni rast mogućnosti tehnologije i 18 mjeseci je vremenski ciklus proizvoda.

1. B. Gates (1997.) • svakih 18 mjeseci procesorska snaga čipa biće duplo veća.• Vremenska dimenzija uticaja tehnologije (količina informacija

koja može biti procesirana) - frekvencija mikroprocesora i broj operacija po ciklusu.

2. A. Gore (1999.):• svakih 18 mjeseci snaga računara biće duplo veća;

4

5.1)(0

02)()( tttvtv −=

• organizaciona dimenzija uticaja tehnologije (međusobna saradnja komponetni računara - arhitektura; broj portova - arhitektura računarskih mreža; višeprocesorski rad - arhitektura telekomunikacinoih mreža);

3. Gordon (2000.):• svakih 18 mjeseci cijena po jediničnoj snazi računara biće duplo

manja;• ekonomska dimenzija uticaja tehnologije (niži troškovi opreme

-jeftinija usluga).

– Sam Moore je pretpostavio da njegov Zakon neće biti primjenjiv na integrirane krugove nakon 2020 godine.– Posljednja tehnološka istraživanja na polju “3-D silicon single atom” i spin tranzistora produžavaju vijek trajanja Moore-ovog zakona za sljedećih 20 godina.Gilder-ov Zakon:

1. Propusni opseg (bandwith) raste najmanje tri puta brže od rasta snage računara (Ako se snaga računara udvostruči svakh 18 mjeseci onda se komunikacijska snaga udvostruči svakih šest mjeseci).2. Preneseni opseg 2004. godine na jednom kablu je 1000 puta veći od prosječnog saobraćaja razmijenjenog na cijeloj zemaljskoj kugli prije pet godina.

1

10

100

1000

10000

100000

2000 2004 2008 2011 2015

Moore Gflop/s

Gilder Gb/s

Storage Gbajt

Metcalfe-ov Zakon:

• Metcalf dizajner Ethernet protokola;• Obim (iskoristivost) komunikacione mreže jednaka je kvadratu broja korisnika.

5

2

)1( −= nnVM

• Radi se o ekonomskom fenomenu pri čemu usluga postaje vrijednija što je više korisnika upotrebljava.

Tehnologije organizovanja saobraćaja:

• slojevito organizovana šema: svaki sloj predstavlja noseću uslugu za (sloj) uslugu iznad sebe.

• tk.usluge su centralna tačka organizovanja, tačka koja povezuje potrebe korisnika za sadržajem sa tehnološkim mogućnostima mreže.

Klasifikacija tk. usluga sa stanovišta upotrebne vrijednosti:

1. po osnovi širine informacijskog kanala (frekvencija opsega ili brzina protoka informacija) na uskopojasne (<(256) 384 kbps) i širokopojasne (> (256) 384 kbps).

2. po osnovu geografskog prostora koj usluga pokriva na usluge ograničenog dometa i usluge globalnog dometa;

6

3. po osnovu mogućnosti istovremenog prenosa informacija u oba smjera na jednosmjerne i interaktivne.

jednosmjerne

ograničenog

dometa

interaktivne

ograničenog dometa

jednosmjerne

globalnog

dometa

interaktivne

globalnog dometa

uskopojasne

usluge

- lokalni pejdžing

- nacionalna,

region. i lokalna

difuzija podataka

(vijesti, berza)

- nacionalne,

region. i lokalne

mreže PC-a;

-nacion. i lokalna

telegrafska mreža

-nacion. i lokalna

mreža faxova I

E-mail-a

- globalni pejdžing

- međunarodne

vijesti (CNN) ili

finansijski sistem

(SWIFT),

- globalna radio

difuzija

-globalne mreže za prenos

podataka (rezervacija karata),

- globalni E-mail i

Fax

usluge

srednjeg

frekventnog

spektra

- konvencijalna

radio difuzija,

- teletext I

kabltext

- lokalne radio

telefonske mreže,

- nacional. mreže

za prenos

podataka velikih

brzina,

videokonferencij

-globalni teletext,

- globalni sistem

za distribuciju

podataka,

- globalno kopi-

ranje software

(Internet)

- internacionalne

telefonske mreže,

- globalni satelit.

mobilne telekom.

(INMARSAT),

- globalni

Videotext

7

široko

pojasne

usluge

- TV male snage,

-konvencijalna TV

- kablovska TV,

- lokalna HDTV,

-lokalna elektron.

distribucija filmova

- nacionalni

videotelefon,

-nacionalna video

konferencija,

- optički gradski

sistemi

- internacionalna

satelitska TV,

- internacionalni

sateliti,

- internacionalni

DBS

- internacionalni

videofon,

- internacionalna

videokonferencij,

- internacionalni

DBS sa povratnim telefonom

• Telekomunikaciona usluga je definisana pomoć četiri skupine parametara (Ig,Pt,Pf,R).

• TSi=<Ci(Pt),Ci(Pf)>• Zahtjevi koje Ig usluge postavljaju pred mreže zavise od prirode

usluge i mjere se sljedećim parametrima:– širina zahtijevanog propusnog opsega E(v(t)) i Bs=Vc/E(v(t),– Kašnjenje i varijacija u kašnjenju (jitter); – greške u prenosu (bitska greška, PER=ne/nu, PLR=nl/nu)

Potražnja za telekomunikacionim uslugama nije samo funkcija odnosa kupovne moći i cijene usluge.• Potražnja je uslovljena i:

– korelacijom između potražnje za priključkom i potražnje za korištenjem;

– potražnja za priključkom određena je optimalnom raspodjelom gustine korisnika - priključaka;

– i priključak i korištenje telekomunikacione mreže posmatraju se kao javna roba (podložni vanjskim promejnama i uticajima);

– potražnja za korištenjem usluga ima i vremensku komponentu (ušteda u vremenu, obaveza prisustva u zadano vrijeme).

Potražnja za telekomunikacionim uslugama:– Govorne usluge (usluga realnog vremena, dvosmjerna komunikacija i

javna usluga):– potražnja za priključkom na mrežu Xa=Xa(pa,pk,N(pa));– potražnja za korištenjem mreže (međusobno komplemantarne

8

Potražnja za govornim uslugama (korištenje)

• elastišnost cijena je odnos procentualnih promjena u količini prodate usluge prema procentualnim promjenama u cijeni:

E=(dP/dQ)(P/Q).• Na stepen korištenja utiču dvije komponente okoline:

• uticaj poziva; • uticaj mreže.

• Na potražnju korištenja utiču dvije odluke korisnika:• da li uopšte ostvariti poziv;• kako optimizirati dužinu trajanja.

Promjena funkcije potražnje sa promjenom broja pretplatnika

Potražnja za negovornim uslugama: – neosjetljive na kašnjenje,– djelomično jednosmjerne, – zahtijevaju veću širinu propusnog opsega; – potražnja raste po stopi od 25-30% godišnje

9

Karakteristike telekom tržišta danas:• mobilnost i fleksibilnost;• konkurencija i pad cijena;• educirani i zahtjevni korisnici

Trend tehnološkog razvoja:• sve veća upotreba softvera za upravljanje i organizovanje rada

mrežom;• povećanje pouzdanosti komponenti;• prelazak sa bakrenih na optičke i bežične sisteme prenosa i pristupa;• širokopojasnost usluga;• otvoreni standardi,

10

Karakteristike današnjih telekomunikacija:o potpuna digitalizacija;o promjena organizacije mreže sa hijerarhijske u “plitku” mrežu (SS7,

IN);o konvergencija mreža i usluga;o globalizacija telekomunikacione mreže;o podizanja stepena univerzalne usluge,o Operiranje velikom količinom podataka

Upravljanje kompleksnim okruženjem– Sigurnost,– Upravljanje velikom količinom podataka,– Upravljanje iskustvom korisnika,– Osiguranje prihoda,– Kompleksnost infrastrukture,– Upravljanje životnim ciklusom proizvoda

2. TEHNOLOGIJA KOMUNIKACIJA

TEHNOLOGIJE MREŽA

Podjela mreža– Po principu prava pristupa:

• Javne mreže;• Privatne mreže.

– Po principu organizacije mreže:• Hijerarhijske;• Horizontalno povezane (plitke “flat” mreže);

– Po principu opsluživanja osnovnih tk. usluga:• Jednouslužne; • Konvergentne;

– Po funkcionalnom principu:• Noseće;• Signalizacione;• Inteligentne.

Uloga mreže je dvostruka:– Transport inforomacija i – Pridruživanje tokova čvorištima (agregacija na ulazu i

usmjeravanje)

11

• Transport:– Problem najkraćeg puta– Problem maksimalnih tokova

• Pridruživanje, – Problem rutiranja (različiti protokoli)– Problem prioriteta – agregiranja.

Podjela mreža:Po principu prava pristupa:

– Privatne mreže• Ni privatne mreže ne definiše niti tehnologija na osnovu koje su izgrađene, niti pravo vlasništva nad mrežom;

• Suština privatne mreže leži u činjenici da tu mrežu može koristiti samo određena grupa korisnika neovisno o tome da li je mreža u vlasništvu tih korisnika ili je iznajmljena. Stoga se privatne mreže dijele na:– Interne mreže (povezuju terminalne uređaje

unutar jedne zatvorene lokacije);– Korporativne mreže (povezuju terminalne uređaje

unutar iste organizacije bez obzira na prostor i rastojanje);– Mreže zatvorene grupe (različite organizacije sa

bliskim zajedničkim interesom);– Semi-javne mreže (otvorene za određenu

podgrupu korisnika javne mreže).• Privatne mreže mogu biti realizovane putem:

12

– Vlastite opreme operatora koji pruža usluge privatne mreže;– Kombinacijom vlastite opreme i iznajmljenih kapaciteta javne

mreže, ili– Iznajmljivanjem kapaciteta javnog operatora – “virtualne

privatne mreže”

Po organizacije mreže:– Hijerarhijske mreže: uslovljeno stepenom tehnološkog razvoja

inteligencije čvorova mreže i definisano topologijom mreže. Mreža izgrađena od više hijerarhijskih nivoa, tako da se viši hijerarhijski nivo obavlja određeni dio zadataka za niži hijerarhijski nivo (ne postoje direktne veze istih hijerarhijskih nivoa)

Po organizacije mreže:

Prednosti hijerarhijske mreže:- mogućnost postepenog širenja mreže u zavisnosti od gustine korisnika uvođenjem novih saobraćajnih područja (domena),- progresivno usnopljavanje saobraćaja sa određenih područja i time povećanje iskoristivosti prenosnih puteva,- mogućnost uvođenja alternativnih puteva na višim ravnima u slučaju prekida puteva između zadanih centrala.

Nedostaci hijerarhijske mreže:- velika ovisnost cijene usluge od rastojanja između krajnjih tačaka i broja korištenih komutacionih tačaka- neadekvatno iskorištenje prednosti višestrukog pristupa satelitiskim komunikacijama s obzirom na strogu hijerarhiju mreže;- ograničena fleksibilnost mreže i ograničena iskoristivost impelementiranih tehnoloških mogućnosti;

13

- relativno dugom vremenu uspostavljanja veze.

– Plitke mreže: omogućeno stepenom tehnološkog razvoja inteligencije čvorova mreže i definisano topologijom mreže. Mreža, uglavnom, izgrađena od jednog hijerarhijskog nivoa, tako da svako čvorište u mreži ima direktnu vezu za svakim drugim čvorištem.

• Prednosti plitke mreže:• kratko vrijeme uspostavljanja veze (do 10 puta u donosu na

hijerarhijsku);• visoka pouzdanost mreže (više alternativnih puteva za jednu

vezu);• potpuna iskoritivost implementiranih tehnologija.

• Nedostaci hijerarhijske mreže:• značajna dodatna ulaganja postojećim operatorima zbog

promjene koncepta;• Povećanjem broja veza (linkova) vezanih na jedno čvorište

(problem N2). •

Po principu opsluživanja osnovnih tk. usluga:• Jednouslužne

• Do 70.-tih godina jedina podjela je bila na:-telekomunikacionu mrežu (telefonska);-instalacionu mrežu i terminal (telefon);

• Nakon 70.-tih godina mreže se dijele po uslugama:-Telefonska mreža (PSTN);-Mreža za prenos podataka (PDN);-Mobilne mreže (PLMN);-Mreže za prenos slike (CATV);

14

– Konvergentne

Konvergentne imaju sljedeći cilj:

• transparentnost za sve usluge i sve prethodne tehnologije; • fleksibilnost u odnosu na razvoj; • modularnost u smislu neometane zamjene tehnoloških rješenja za

realizaciju bilo koje usluge ili sloja mreže; • nelimitiranost brojem čvorišta; prostorna neograničenost (ni

arhitekturom ni dometom); • zadovoljavajuća propusnost za usluge realnog vremena; • ekonomičnost u odnosu na iskoristivost raspoloživog opsega sa

statističkim multipleksiranjem i dinamičkim dodjeljivanjem raspoloživog opsega;

• otpornost na prekide; • pouzdanost u smislu zagarantovanog prenosa; • neosjetljivost u odnosu na gomilanja (neravnomjernu distribuciju -

“burst”) saobraćaj;

15

• otvorenost za povezivanje sa drugim mrežama putem standardiziranih interface-a i protokola.

Po funkcionalnom principu:

– Noseće telekomunikacione mreže:• Jednouslužne (govor, podaci, slika,);• Konvergentne (multimedijalne).

– Signalizacione mreže:(Osnovni zadatak signalizacionih mreža je podrška funcionisanja nosećih telekomunikacionih mreža – razmjena informacija između mrežnih čvorova u cilju potpunog i sinhronizovanog odvijanja saobraćaja – mreža SS7, SIP);

– Inteligentne mreže:(Odvajanje infrasturkture od usluge da bi razvoj i implementacija noovih usluga ubrzali. Inteligencija mreže se odvaja od infrastrukturnog dijela. Usluge se izgrađuju od osnovnih zajedničkih elemenata: osnovno procesiranje poziva, IN logika obezbjeđenja usluge i interface između BSC i IN modula).

Osnovni elementi diferencijacije mreža:

– Usluge i primarne karakteristike;– Principi usmjeravanja saobraćaja kroz mrežu;– Prenosne i pristupne mreže;– Mrežna inteligencija i nivo usluga dodate vrijednosti;– Signalizacione tehnologije (mogućnosti protokola) – hijerarhijska

ravan;– Mrežni menadžment (upravljanje mrežom);– Međusobna kompatibilnost sa istim mrežama drugog tehnološkog

nivoa i sa mrežama drugih usluga;– Planiranje mreže.

Referentni model telekomunikacione mreže• Najviši nivo apstrakcije modela (apsolutna konvergencija)

• Referentni model određen trasportnim karakteristikama i distributivnim sposobnostima sistema

16

– Slojeviti model telekomunikacionog sistema:

17

Referentni model telekomunikacione mreže

– Slojeviti model telekomunikacionog sistema treba da funkcioniše na osnovu sljedećih pravila:

1. svaki sloj je sastavljen od niza entiteta čime se postiže modularnost izgradnje i jednostavnost rješenja unutar samog nivoa;

2. svaki entitet je hardverski i/ili softverski modul; 3. postoje dva oblika interakcije između entiteta: pristup uslugama

putem interface-a (u okviru istog sistema ali putem slojeva. Između svakog para susjednih slojeva postoji interface koji definiše koje operacije i usluge niži sloj nudi višem sloju ) i razmjenom podataka i kontrolnih informacija (unutar jednog sloja ali kroz sistem);

4. u realnosti nema direktne razmjene podataka između dva sloja istog stepena važnosti lociranih u dva različita sistema.

5. set slojeva i protokola se generički zove arhitektura mreže.

– Slojeviti model telekomunikacionog sistema teoretski osnov se nalazi u OSI referentnom modelu:

• OSI (open system interconnection) je međunarodni standard koji treba da omogući povezivanje u mrežu opreme različitih proizvođača i obezbjeđenje realizacije novih tk. usluga;

• Bavi se razmjenom informacija između otvorenih sistema, a ne unutrašnjim funkcionisanjem pojedinih sistema

– OSI referentni model

18

Referentni model telekomunikacione mreže

– Funkcije OSI referentnog modela• Prvi nivo (physical layer): Ovaj nivo prvenstveno obavlja funkcije

prenosa bita od jednog do drugog čvorišta preko fizičke linije U ovom nivou se određuje naponski nivo logičke jedinice ili nule, brzina takta, način prenosa (full duplex ili half-duplex).

• Drugi nivo (data link layer): Prvi zadatak ovog nivoa je otkrivanje grešaka u prenosu. Osim toga zadatak ovog nivoa je da se brine o logickoj sinhronizaciji, kontroli brzine prenosa, te adresiranju čvorišta mreže.

• Treći nivo (network layer): Osnovni zadatak ovog nivoa je usmjeravanje paketa ka odredišnom čvorištu preko raspoloživih linkova. Osim toga ovaj nivo je odgovoran za uspostavljanje i održavanje veze, kao i kontrolu gomilanja u mreži, te kreiranje i zapisivanje informacija o tarifiranju veze.

• Četvrti nivo (transport layer): Ovaj nivo ima zadatak podjele informacije u pakete na predajnoj strani (formiranje paketa), te reasembliranje informacije iz paketa na prijemnoj strani. Osim toga zadatak ovog nivoa je briga o kvalitetu usluge.

• Peti nivo (session layer): Uloga ovog nivoa je da obezbijedi neophodne uslove za organizaciju i sinhronizaciju dijaloga. U suštini, on vodi brigu o korektnoj i ovlaštenoj prijavi i odjavi korisnika.

• Šesti nivo (presentation layer): Ovaj nivo obavlja funkciju konvertovanja formata zapisa. On obezbjeđuje promjenu koda (npr. iz

19

ASCII koda u EBCDIC), vrši kompresiju podataka, kriptovanje podataka te, po potrebi, vrši i konverziju tipa terminala.

• Sedmi nivo (application layer): U OSI modelu, koji se odnosi na mrežu za prenos podataka, protokoli korišteni na ovom nivou određuju kako će korisnik koristiti mrežu za prenos podataka. To može biti protokol X.400 koji obezbjeđuje usluge E-mail ili X.500 koji omogućuje pristup podacima o pretplatnicima distribuiranim u mreži. U osnovi, ovaj nivo omogućava korisnicima da koriste mrežu za svoje potrebe stvarajući na taj način nove usluge.

Struktura OSI modela

Komunikacijaska mreža (tri najniža nivoa OSI modela)

Topologije mreža

• Vrste topologija:– tačka - tačka (point-to pint) topologija;– zvijezda (star) ili stablo (tree) topologija;

20

– prsten (ring) topologija;– petljasta (mesh) topologija;

Primjena određene topologije zavisi od stepena tehnološkog razvoja telekomunikacione opreme (stepena inteligencije, modulacionih tehnologija, tehnika kompresije, signalizacionih mreža, itd.) i ciklično se smjenjuju tokom historijskog razvoja telekomunikacija.

Topologije mreža: tačka - tačka • mreže za prenos podataka u najranijoj fazi razvoja, mreže za

posebne svrhe, point - to -point konfiguracije WDM mreža;• najprimitivniji oblik: samo jedna usluga u datom ternutku, nizak

stepen inteligencije mreže, performanse prenosa definisane vrstom prenosnog medija.

Topologije mreža: zvijezda• prikladne za difuzne mreže, računarske mreže SNA i mreže sa

komutacijom krugova;• specijalni oblik je topologija stablo;• složen sloj usmjeravanja definisan protokolima signalizacije, moguće

više različitih usluga u datom trenutku identifikacija se vrši na osnovu sadržaja protokola,

Topologije mreža: prsten • susjedna čvorišta direktno vezana jedan na drugog, topologija

jednog hijerarhijskog nivoa;

21

• cijeli informacijski tok teče u jednom smjeru preko prstena, cvorišta prepoznaju svoj sadržaj na osnovu adrese u zaglavlju paketa;

• primjenjuju se u LAN mrežama i mrežama sa komutacijom paketa,

Topologije mreža: petlja• kombinacija svih prethodnih tipova topologija;• sadrži sve prednosti prethodnih topologija: raznovrsnost usluga,

kompleksnost i robusnost usmjeravanja, velike brzine i kapacitet mreža;

• visoka pouzdanost i otpornost na prekide;• problem N2: broj linija potrebnih da poveže N čvorišta proporcionalan

kvadratu broja čvorišta.

Problem N 2 :

( )2

1−∗= NNn

• topologija hijerarhijski postavljenih čvorišta (topologija stabla) i agregacija saobraćaja po principu “kotrljajuće grudve” potpuno odgovara principu PSTN-a, pojam čvorišta jednoznačno određen (telefon ili centrala);

• kod Interneta, pojam čvorišta nije jednostavno definisan, broj N odražava broj istovremenih konekcija podržanih računarima (broj čvorišta veći od broja fizičkih lokacija).

• povećanje broja čvorišta nastaje usljed povećanja topološkog opterećenja mreže (broja korisnika) i bez stvarnog povećanja saobraćajnog opterećenja mreže. Dakle, u tom slučaju nužno je povećati interkonekcijski potencijal mreže u funkciji kvadrata broja čvorišta (brzina procesiranja- kritičan faktor);

22

• povećanjem saobraćajnog opterećenja potrebno je povećati propusnu moć mreže proporcionalno aktuelnom korištenju (širina propusnog opsega i saobraćajni inženjering - kritični faktor).

• tradicionalne mreže sa hijerarhijskom aplikacijom, visokim procentom lokalnog saobarćaja i visokom efikasnošću multipleksiranja posjeduju sposobnost minimiziranja efekta N2;

• Internet mreža ima obrnute karakteristike (petljasta mreža), tako da je uticaj fenomena N2 visok. I pored toga tarifni model za Internet ne sadrži dodatno tarifiranje za korisnike koji generišu N2 saobraćaj.

Potencijalna rješenja:• razvoj novog tarifnog sistema;• povećati korištenje optičkih tehnologija;• razviti aplikacije za Internet na bazi hijerarhijskih relacija;• razviti novu topologiju mreža baziranu na modelu direktnih

veza slojeva istog nivoa.

3. TEHNOLOGIJE MREŽA – PSTN

Referentni model:

23

Osnovne karakteristike:– analogni pristup, 300-3400 Hz;– komutacija krugova, dupleksni rad;– frekventni opseg 300-3400 (analogno) ili širina opsega (bandwidth;

digitalno) 64 kbps;– priključak fiksno vezan za jednu lokaciju ili ograničena mobilnost;– dio funkcija zajednički sa drugim nosećim mrežama (N-ISDN).

PSTN mreža 60-tih godina:

– terminal samo analogni (rotari) telefon;– pristupna mreža (local loop) samo bakarna parica;– telefonske centrale: dvožična komutacija za lokalne centrale i

četverožična komutacija za međumjesne; sve funkcionalnosti smještene u centrali. Analogne centrale sa registarsko-markerskom organizacijom;

– prenosne mreže bazirane na frekvnetnom multipleksiranju FDM i osnovnom opsegu (baseband) preko simetričnih i koaksijalnih bakarnih kablova.

– nije postojala dodatna inteligencija (osim: analize smjera sa rutiranjem, analize tarife, nadzor nad vezom);

– osnovna i jedina funkcija prenos govora;– signalizacije između korisnika i centrale na principu prekidanja

pretplatničke petlje ograničenih mogućnosti (funkcije prepoznavanja aktivnog korisnika, prepoznavnja cifara adrese biranog korisnika, slanje poziva). Signalizacija između centrala: prekidanje frekvencije (izvan govornog opsega) D (1,2,4) ili set signala formiran od skupa frekvencija Y, R1, R2; ograničenog protokola, dugog vremena uspostavljanja veze (potvrda) i preko istih kanala preko kojih se prenosi govor (CAS, zahtijeva do 10% više linija).

Usluge savremene PSTN mreže:

– pruža noseću uslugu PSTN dizajniranu da optimizira prenos i korištenje komutiranih krugova za prenos govora u opsegu 300 - 3400 Hz:

• fiksni telefon (analogni);• bežični telefon (analogni sa A/D konverzijom u telefonu);

24

• fax (digitalni sa ugrađenim modemom za analogni signal prema liniji);

• kompjuter (digitalni priključen modemom);• javne govornice (analogne sa ugrađenom inteligencijom);• PBX (digitalne A/D konverzija, digitalni interface prema lokalnoj

centrali). Specijalni slučaj virtualne privatne mreže (CENTREX);• multimedijalne usluge i asimetrične usluge (različite brzine

prenosa u suprotnim smjerovima - bolja iskoristivost prenosnog medija xDSL).

Upotreba modema: (prenos podataka i fax):

– konverzija analognog signala u frekventni opseg 0.3-3.4 kHz; brzine 14.4 kbps, 28.8 kbps, 33.6 kbps (uz odgovarajuću kompresiju na modemu moguće ostvariti brzinu od 230 kbps) i 56 kbps

Video, multimedijalne usluge preko PSTN-a: • ograničena širina opsega (prije svega kroz komutaciju: komutacija

kanala 64 kbps) ograničava uvođenje multimedijalnih usluga: samo videotelefonija (neprihvačena zbog nepostojanja definisanih standarda)

25

• Pokretljivost korisnika unutar mreže ograničena unutar tehnološkog dometa terminala (bezgajtanski telefon: telefon i slušalica povezani radio putem) DECT (digital enchanced cordless telecommunications) standard u Evropi i PHS (personal handy-phone system) u Japanu;

• CT-0 - prva generacija (analogna) sa izraženim problemom kapaciteta (definisan raspoloživim frekvencijama i primjenjenom modulacijom);

• CT-1 druga generacija sa izraženim problemom dometa i bez mogućnosti prelaska sa jedne na drugu baznu stanicu;

• CT-2 i CT-3 potpuno digitalni (sa interface-om aparat-bazna stanica (A-interface) kao mobilna telefonija) omogućava korištenje terminala preko razlišitih tačaka mreže (uključujući mrežu mobilne telefonije - jeftiniji odlazni pozivi unutar matične bazne stanice).

• Mogućnost dostupa do više mreža putem samo jednog terminala zahtijeva da DECT sadrži specifične interface-e prema različitim mrežama, a međusaradnja među njima ostvaruje se putem Inteligentne mreže i uz pomoć SS7 mreže.

STANDARDI:

- međunardoni ITU i ETSI sadrže uglavnom standarde vezane za:

26

• principe tarifiranja (ITU-T serija D);• numeracija, rutiranje, kvalitet usluge i održavanje mreže (ITU-T serija

E);• analogni i digitalni prenosni sistemi (serija G);• kvalitet prenosa govora (serija P);• komutiranje, signalizacije, usluge dodate vrijednosti (serija Q) i• prenos podataka preko PSTN mreže (serija V);- domaći standardi vezani za: • signalizacije;• obračun usluga;• procedure pružanja usluga;• interface za fizički pristup do mreže.

– DECT (standard ETSI-a “European Telecommunication Standard Institute” - ETS: tehnički standard, ETR: standardi za izvještavanje, i TBR: tehnička osnova za regulaciju):

• sadrži tri osnovna dijela: baznu satnicu, komutaciju radio kanala i terminal

DECT funkcije:• prva aplikacija bila je za potrebe ureda i kućne potrebe što je

postavilo sljedeće tehnološke uslove: veliki broj simultanih poziva u ograničenom prostoru, jednostavno proširenje i brzu izmjenu radio okoline (handover);

• dinamička alokacija kanala: sve bazne stanice koriste sve DECT frekvencije, ali ograničen broj istovremeno;

• kontrolisani handover MCHO: terminal je odgovoran za izbor kanala sa najboljim karakteristikama za prenos (koji kanal je najmanje ometan iz susjedne ćelije);

• suradnja sa drugim mrežama: DECT nije mreža, nego standard koji obezbjeđuje pristup drugim mrežama. Interface je baziran na generičkom pristupnom profilu koji omogućava korištenje DECT-a za pristup PSTN-u, ISDN-u, PLMN-u i mreži X.25 (do 522 kbps).

Metode kodiranja:

27

• govor PCM (“pulse code modulation”) čista amplitudna modulacija koja omogućava dvosmjernu konekciju sa brzinom kanala od 64 kbps;

• DECT koristi adaptivnu impulsno kodnu modulaciju ADPCM (G.726) sa brzinom bita od 32 kbps;

• video telefon zahtijeva kompresiju reda 7000 (200 Mbps), razumijevanje sadržaja, ne skeniranje: MPEG4;

• fax koristi kodiranje pomoću simulirane sive skale i Dither-ove matrice (skeniranje (crno-bijelo), kodiranje (49% sivila kodira se kao bijelo), kompresija (modificirani Huffman - najčešća kombinacija uzastopnih crnih polja), modulacija QAM):

• prenos podataka putem modema (digitalna informacija mora biti konvertovana u “zvučni” signal širine 4 kHz ili 32 kbps putem DECT-a po kanalu, do 522 kbps kombinacijom kanala) sa adaptivnim načinom promjene brzine ARS:

V5:

28

ITU-T preporuka

Brzina bita bit/s

Način priključenja

Linijski interface

modulacija

V.21 300 Iznajmljena ili birana linija

Dvožično (300 bauda)

FSK

V.22 600 (1200) Iznajmljena ili birana linija

Dvožično (600 bauda)

PSK

V.26/V.26bis 2400 Iznajmljena linija Četvero/dvožičn (1200 bauda)

PSK

V.27/V.27bis 4800/2400 Iznajmljena linija Četvero/dvožičn (1600 bauda)

PSK

V.29 9600 Četveročično (2400 bauda)

QAM

V.32/V.32bis 9600/14000 Iznajmljena linija Iznajmljena ili birana linija

Dvožično (2400 bauda)

QAM

V.34/V34+ 28.800/33600 Iznajmljena ili birana linija

Dvožično (3200 bauda)

QAM

• Tradicionalno interface-i (za instalaciju pristupne opreme: multiplekseri ili koncentratori, upravljanje terminalima, mjerenja korisničke linije, itd.) između centrale (PSTN/ISDN) i pristupne mreže bili su definisani od strane određenog proizvođača i definisani u lokalnoj centrali.

• V5 ne podržava prenos informacija vezanih za mrežni menadžment na relaciji lokalna centrala - koncentrator

– V5 sadrži odvojene kanale za saobraćaj, signalizaciju i kontrolu:• LAP (link access procedure) za signalizaciju i kontrolu (time slot 16.,

15. i eventualno 31.); • za definisanje okviru time slot 0., ostali za saobraćaj.– V5.1 se koristi za nekoncentrisani saobraćaj između multipleksera i

lokalne centrale (do 30 PSTN konkcija ili 15 BA ISDN);– V5.2 koristi se za koncentrisani saobraćaja do 300 korisnika na jedan

PCM link (multilink od 2 do 16 dvomegabitnih linkova).

Komutiranje u PSTN

29

– Osnovni zadatak komutacionog sistema je opsluživanje ponuđenog saobraćaja;

– Bazirano na komutaciji krugova:• uspostavljena stalna fizička veza između dva korisnika (do 1960.);• Logički povezani vremenski odsječci koji sadrže uzorke “informacije”

dvaju korisnika.

Proces usmjeravanja mora biti:• Jednostvana i efikasan,• Robusan,• Stabilan,• Prihvattlivog vremena procesiranja,• Pouzdan.

Karakteristike komutacije krugova: • konekcijski orijentisana veza (faza uspostavljanja i nadzora veze);• informacija se prenosi u vremenskom odsječku fiksne dužine (8

bita);• 64 kbps u svakom kanalu;• nefleksibilno korištenje širine opsega;• nema detekcije grešaka;• komutacija bazirana na principu pozicije vremenskog odsječka u

PCM okviru. •

Komparacija komutacije krugova sa OSI modelom: – Koriste se samo prva tri sloja za funkcije noseće mreže (adresiranje ,

detekcija i korekcija grešaka i prenos bita): • U fazi uspostavljanja veze fizički i mrežni sloj;• U fazi konverzacije samo fizički sloj.– Slojevi 4-7 se ne koriste, odgovarajuće funkcije (kvalitet usluge,

provjera prava pristupa, izbor koda – jezik, pristup aplikaciji – tema razgovora) obavljaju sami korsinici.

30

Komutiranje u PSTN dijelovi komutacije: – Komutaciono polje (KP) sa učesničkim priborom (UP), spojnim

organima (SP), i prenosnicima (PN);– Upravljački organ (UO) koji upravlja elementima komutacionog polja

dajući im signale kad i na koji način treba da se uspostavi informacioni put između dva korisnika.

Komutiranje u PSTN – vrste komutacija:– Prostorna komutacija (različite veze u istom vremenskom periodu

ostvaruju se preko različitih puteva) prekidači se na početku veze postave u zadani položaj i ne mijenjaju se tokom trajanja veze;

– Vremenska komutacija različite veze ostvaruju se preko istog fizičkog puta samo u različitim vremenskim odsječcima (prekidač vremeski mijenja položaj i tako rezerviše put za datu vezu).

– Analogne centrale koriste prostornu komutaciju i razlikuju se na osnovu korištenog principa upravljanja (direktno upravljanje: koračne centrale ili indirektno upravljanje: registarsko-markersko upravljanje);

31

– Digitalne centrale koriste SPC upravljanje (putem uskladištenih programa) , a međusobno se razlikuju po principu komutacije:

• Sa prostornom komutacijom (jednostepena ili više stepena);• Sa vremenskom komutacijiom po principu podjele medija ili po

principu podjele memorije.

1. Jednostepena prostorna komutacija

2.Višestepena prostorna komutacija (poboljšani Banyan ili paralelne ravni)

3.Vremenska komutacija sa podjelom memorije

32

4. Vremenska komutacija sa podjelom medija (konfiguracija “bus” ili prsten) 64000 obrtaja u sekundi, dva vremenska odsječka za jednu dvosmjernu vezu.

5. Komutacija vrijeme-prostor-vrijeme TST

Komutiranje u PSTN –metode organizacije upravljanja: – prema načinu opsluživanja:• Princip jedan po jedan (redoslijedom pojave, pogodna za mali broj

istovremenih poziva ili sa upravljačkim organom velikih brzina opsluživanja - SPC);

• Princip prostorne raspodjele (paralelni rad više upravljačkih organa, svaki sposoban da obavlja sve funkcije);

• Princip vremenske raspodjele (samo jedan upravljački organ za veći broj ulaznih i izlaznih sprežnih kola).

33

Komutiranje u PSTN – metode upravljanja: – prema raspodjeli upravljačkih funkcija: • Decentralizacija upravljačkih funkcija. Podjela na više upravljačkih

organa, pri čemu svaki organ obavlja samo neke određene funkcije (multiprocesorski rad);

• Centralizacija upravljačkih funkcija. Sve upravljačke funkcije jednog tipa su koncentrisane unutar jednog upravljačkog organa. (ekstremno samo: jedan upravljački organ).

– prema vrsti upotrebljene tehnike: • Direktno upravljanje. Korišten u sistemima korak po korak

– prema vrsti upotrebljene tehnike:

• Indirektno upravljanje (adresni i upravljački signali se ne prenose direktno od korisničkog aparata do organa u KP-u)

1. registarsko – markersko upravljanje

– prema vrsti upotrebljene tehnike:

34

• Indirektno upravljanje (adresni i upravljački signali se ne prenose direktno od korisničkog aparata do organa u KP-u)

2. Programsko upravljanje

Komutiranje u PSTN – saobraćajne karakteristike upravljačkih organa:– Problem definisanja upravljačkih organa sa stanovišta saobraćajnih

karakteristika (ograničenje broja priključaka po modulu)

– saobraćajni kapacitet procesora uslovljen je sa nekoliko faktora:• karakteristika procesora (organizacija softvera, vrijeme obrade

poziva, organizacije memorije, itd.);• konfiguracije upravljačkih organa (centralizovano, decentralizovano,

redudantnost sistema);• načina rješavanja grešaka u sistemu (mali, veliki restart);• načina podjele rada među procesorima (podjela po izvorima

saobraćaja, po veličini saobraćaja, itd.); – saobraćajni kapacitet procesora uslovljen je sa nekoliko faktora:

35

• okoline sa kojom procesor radi (raspodjela poziva po vrstama, kvalitet opsluživanja, itd.).

Pokazatelji kvaliteta opsluživanja saobraćaja

– saobraćajni kapacitet procesora uslovljen je sa nekoliko faktora:• okoline sa kojom procesor radi (raspodjela poziva po vrstama,

kvalitet opsluživanja, itd.

– saobraćajni kapacitet procesora - preopterećenje procesora

• Transportni dio mreže: – prenosne mreže i

36

– pristupne mreže.

4.TEHNOLOGIJA KOMUNIKACIJA

TRANSPORTNE TEHNIKE:

PRENOSNI MEDIJI – bakar;– radio talasi;– optički kablovi.

Bakarni kablovi:– Osnovni parametri bakarnih kablova:• konstruktivni: prečnik provodnika, izolacija parice, konstrukcija

jezgra (način upredanja), konstrukcija omotača; vrste ekranizacije;• električni: kapacitet µF/km; karakteristična impedanca Ω/km;

podužno slabljenje dB/km.

37

Bakarni kablovi:o Vrste kablova po osnovu načina konstrukcije parice:

simetrični kablovi; koaksijalni kablovi.

Simetrični kablovi: se koriste u pristupnim mrežama i rijetko u prenosnim mrežama; Osjetljivi na preslušanje (uticaj kapacitivnih sprega) i

elektromagnetne uticaje; prečnik od 0.4 mm do 1.2 mm; kapacitet od 33 µF/km do 21 µF/km;

karakteristična impedanca zavisi od korištenog frekventnog opsega za 60 kHz 153 Ω/km do 550 kHz 198 Ω/km; slabljenje takođe zavisi od korištene frkevencije za 60 kHz 2.3 dB/km do 550 kHz 3.1 dB/km (maksimalni domet 10 km).

u pristupnim mrežama se koriste za direktno priključenje telefona; ISDN priključak sa mrežnim završetkom; PGS - 4, 8, 16, 32; xDSL;

u prenosnim mrežama:• analogni prenos: 12, 24, 48, 60 i 120 telefonskih kanala;• digitalni prenos: 2 Mbps do 34 Mbps (30, 120, 480 telefonskih

kanala);• prenos 1 TV kanala (34 Mbps).

Koaksijalni kablovi frekventni opseg do 10 GHz: dimenzije koaksijalne parice (unutrašnji provodnik vanjski provodnik;

smanjene kapacitevne sprege - veći frekventni opseg):• 1.2/1.4 mm:

o 1.3 MHz: 300 kanala u pojačivačkoj dionici 6 km;o 4 MHz: 960 kanala na 4 km;o 6 Mhz: 1200 kanala na 3 km;o 12 MHz: 2700 kanala na 2 km;o digitalni sistemi od 34 Mbps na 4 km do 140 Mbps ili do 3

TV kanala na 2 km); dimenzije koaksijalne parice (unutrašnji provodnik vanjski provodnik;

smanjene kapacitevne sprege - veći frekventni opseg):• 2.6/9.5 mm:

o 12 MHz 2700 analognih kanala,o 18 MHz 3600 analognih kanala; io 60 MHz (10800 kanala),o odgovarajući broj digitalnih sistema do 565 Mbps.

Optički kablovi: – bitna element je laser koji može da proizvede frekvenciju osciliranja

2-5*1014 Hz (oko 100000 puta više frekvencija od električnih sistema prenosa)

38

• karakteristični faktori talasne dužine f1=850 nm f2=1310nm, f3=1500nm:• informacijski kapacitet skoro proporcionalan upotrijebljenoj

frekvenciji;• slabljenje signala ispod 0.1 dB/km (maksimalni domet preko

100 km bez regeneracije);• neosjetljivost na elektromagnetne smetnje;• širok frekventni opseg 20 THz ≅ 10 Tbps (f=c/ λ, ∆f=c*∆λ/λ2,

∆f=2.1*108*200*10-9/(2.25*10-12)= 20*1012); • malene dimenzije;• potencijalno niska cijena.

– Konstrukcija

– tipovi optičkih kablova (od prečnika jezgra zavisi broj zraka koji može biti primljen u jezgro:

• način propagacije svjetlosnog zraka koji zavisi od ugla upada zrake zove se “mode”.

– Tipovi optičkih kablova:

39

– kapaciteti prenosa preko jednog monomodnog vlakna od 34 Mbps do 10 Gbps (jedno vlakno za svaki smjer);

– ograničenja koja smanjuju teoretske mogućnosti:• modifikacija kablovske konfiguracije u toku eksploatacije;• promjena performansi usljed starenja kabla;• degradacija performansi nastalih na mjestu spajanja;• ograničenja usljed tehnološkog razvoja opreme koja se

priključuje (nadzor pojedinačnih talasnih dužina, otkrivanje i izolacija grešaka vezanih za talasne dužine, razvoj optičke komutacije, odgovarajući protokoli.

– Pasivne optičke mreže (PON) 80-ih godina prošlog stoljeća kao sistemi dijeljene optičke infrastrukture za uskopojasnu telefoniju (TPON)

– PON širokopojasne mreže u tri tehnološke izvedbe: • BPON (Broadband PON), • EPON (Ethernet PON) ili • GPON (Gigabit PON) mreže.

Svi ovi sustavi temelje se na ideji vremenske podjele optičkog medija putem TDMA (Time Division Multiple Access).

40

IEEE 802.3ah (EPON) ITU-T G.984 (GPON)

Downstream 1250 Mbps 2500 /1250 Mbps

41

ITU-T opis

G.984.1 Osnovne osobine GPON

G.984.2 Specifikacija fizičkog sloja

G.984.3 Specifikacija prenosnog sloja

G.984.4 Specifikacija interfejsa za ONT

Upstream 1250 Mbps 1250 /622 Mbps

Split ratio 1:32 1:32, 1:64, (1:128)

OAM&P OAM je opcionalno puni FCAPS na ONT i serv isima.

TDM transport Circuit Emulation over Ethernet

(ITU-T Y.1413)

Circuit Emulation over Ethernet

(ITU-T Y.1413)

Network

Protection

Nije specificirano Opcionalno 50 ms .

Downstream

Efficiency

~72% ~92%

• Središnji terminal (OLT) s pasivnim optičkim razdjelnikom je uređaj koji ima jedan ulaz te 2n (tipično 32) izlaza.

• Optička snaga signala na ulazu u razdjelnik raspodjeljuje se jednako među izlazima reducirana za faktor n × 3.5 dB

• Od optičkog razdjelnika do svakog korisnika dolazi po jedna optička nit.

• Moguće su sljedeće kombinacije:– 1.2 Gbit/s download; 155 Mbit/s upload – 1.2 Gbit/s download; 622 Mbit/s upload– 1.2 Gbit/s download; 1.2 Gbit/s upload – 2.4 Gbit/s download; 155 Mbit/s upload – 2.4 Gbit/s download; 622 Mbit/s upload– 2.4 Gbit/s download; 1.2 Gbit/s upload– 2.4 Gbit/s download; 2.4 Gbit/s upload

Osobine:• Radna talasna dužina : 1480 do 1500 nm za smjer od središnjeg

terminala prema korisniku, te od 1260 do 1360 nm za suprotni smjer.

• Unaprijedno ispravljanje pogreške (FEC). Uz originalnu se informaciju prenose i redundantne informacije kako bi se pogreške mogle detektirati i ispraviti.

• Transmisijski kontejneri : Transmisijski kontejneri (T-CONT) su prijenosni entiteti koji se upotrebljavaju prilikom dodjeljivanja pojasa

42

korisnicima za slanje podataka prema središnjem terminalu. GPON podržava pet tipova transmisijskih kontejnera ovisno o klasi usluge.

• Dinamička dodjela pojasa : (DBA) je metodologija koja, na temelju trenutnih zahtjeva korisničkog prometa, omogućuje brzo dodjeljivanje pojasa korisnicima.

EPON (IEEE 802.3ah Ethernet in the First Mile) , GPON (ITU-T G.984), 10GEPON (IEEE 802.3av) i XG-PON ( ITU-T G.987): NG-PON1 podržavaće brzine od 10/2.5 Gbps (D/U) i NG-PON2 koja će ppodržavati simetrične brzine od 10Gbps (2014).

Radio-relejni sistemi:– radio talasi (elektromagnetni talasi) u frekventnom opsegu od 2 GHz

do 23 GHz (uzak spektar ograničava broj sistema i broj operatora na jednom prostoru, nužna koordinacija spektra)

– elektromagnetno polje određeno je sa dva vektora: vektorom električnog polja E (V/m) i vektorom magnetnog polja H (A/m), gustina fluksa snage S (W/m2): S= ExH;

– zamišljena površina sa istom fazom - front radio talasa (sferičan, cilindirčan ili ravan);

– slabljenje i varijacija slabljenja (domet oko 100 km i zavisi od frekvencije, visine antene, snage predajnika, dobitka antene, zakrivljenosti zemlje: prostorno ili frekventno razdvajanje

– površina talasa raste sa rastovanjem od antene čime se smanjuje gustina protoka što izaziva slabljenje snage u tačke prijemne antene, te domet od maks.oko 100 km zavisi od frekvencije, visine antene, snage predajnika, dobitka antene, polarizacije signala, zakrivljenosti zemlje: prostorno ili frekventno razdvajanje;

– varijacija slabljenja (feding) smanjenje snage signala koja nastaje usljed refleksije, loma ili apsorpcije signala duž trase. Nastaje slučajno u funkciji atmosferskih prilika i gustine zraka;

– smetnje: radio talasi jako osjetljivi na šumove uzrokovane atmosferalijama (kiša, snijeg, magla, itd.) - rezerviranje u konfiguraciji M+N (radni i rezervni kanali).

43

Satelitski sistemi: – karakteristike sistema:

• omogućava komunikaciju bilo koje dvije tačke na površini zemlje bez dodatne infrastrukture i pod uslovima koji ne zavise od rastojanja među tim tačkama;

• područje pokrivanja određeno vidljivošću između satelita i tačke na zemlji i mora biti u zoni signala;

– karakteristike sistema:• gubici kroz slobodan prostor (udaljenost oko 36000 km) oko 200

dB na frekvenciji od 8 GHz. Kompenzacija gubitaka postiže se velikim pojačanjem antena (visok kvalitet i velik prečnik); visoka osjetljivost prijemnika; usmjerenost signala;

• višestruki pristup: nekoliko zemaljskih stanica može istovremeno da prenosi sopstveni signal na satelitski transponder:

– FDMA (frequency division multiple access);– TDMA (time division multiple access).

– FDMA uglavnom FDM sa FM, ali može biti i TDM sa PSK;

– TDMA TDM sa PCM-om

– proces višestrukog pristupa može biti podijeljen u dvije kategorije:» PAMA (pre-assigned multiple access) i» DAMA (demand assigned multiple access).

• Kapacitet relativno visok:– nekoliko transpondera po satelitu (prosječno preko 50);– prosječno 500 MHz po transporderu;– 40-80 MHz po repetitoru;– višekratno korištenje raspoloživog spektra: separacija signala

(različiti smjerovi i ne pokrivaju isto područje) i diskriminiacija

44

puta polarizacijom (LHCP: cirkularna polarizacija lijevo i RHCP: cirkularna polarizacija desno).

– višekratno korištenje raspoloživog spektra

– karakteristike sistema:• kašnjenje u propagaciji signala oko 550 ms, što ima poseban

uticaj na kvalitet veze izražen kroz eho efekt;• kratak životni vijek (5 do 7 godina);• visoka raspoloživost 99.99%;• fleksibilan u odnosu na promjene usluga i način usmjeravanja

saobraćaja;• primjena:

– telefonija;– telegrafija i telematske usluge;– televizija (15 Mbps, 34 Mbps, 45 Mbps i 68 Mbps);– prenos podataka (VSAT sistemi do 100 stanica na brzini od 2

Mbps i sa širinom kanala od 64 kbps);– nužne komunikacije (prirodne katastrofe i ratni uslovi).

PARAMETRI PRENOSA

– Analogni sistemi:• širina frekventnog opsega (300-3400… 60 MHz);• slabljenje 17 db između dva korisnika, 36 db između dvije

pojačivačke dionice;• šumovi (svaki elektronski krug generiše šumove-termički; bitan

je odnos signal/šum, granične veličine određene ITU preporukama > 60 dBm);

• preslušanje (ometanje nastalo kao posljedica kapacitivnih sprega između susjednih govornih krugova) karakteristično za simetrične bakarne kalblove;

• eho posljedica nebalansiranog prelaska sa dvožičnog na četverožični vod;

45

• eho posljedica nebalansiranog prelaska sa dvožičnog na četverožični vod (ukoliko je kašnjenje duže od 15 ms primjeti se efekat eha, ITU-T ako je kašnjenje veće od 250 ms nedopustiv kvalitet govora);

Digitalni prenos:• širina opsega (bzina prenosa bita/sec). Ne propagacijska brzina

informacije koja se mjeri kašnjenjem između predajnika i prijemnika, nego količina informacije koja se prenese u jedinici vremena;

• kvantizaciona distorzija: Svaka A/D konvercija u sebi sadrži kvantizaciju koja unosi određenu distorziju govornog signala, koja se kumulira, što može degradirati kvalitet govora ukoliko ima više A/D konverzija, dozvoljeno 5 (u početnoj fazi digitalizacije 7) A/D konverzija;

• veličina bitske greške (bit error ratio BER) prosječan broj neispravno primljenih bita u odnosu na ukupan broj bita u datoj jedinici vremena. Prihvatljiv nivo greške za:

– govor: 10-5; videotelefon, podaci: 10-7; e-mail, fax: 10-5-10-6

• šum izaziva bitsku grešku;• preslušanje na bližem kraju NEXT, i preslušanje na daljem kraju FEXT

46

• eho ima isti efekat kao i kod analognih sistema;• jitter: promjena faze (broj promjena faze u sekundi. Sve vrste fazne

modulacije, koje se vrlo često koriste kod prenosa podataka (modema) jako su osjetljive na jitter;

• distrozija u optičkim kablovima: distrozija materijala (izvor: varijacija brzine svjetlosti u zavisnosti od talasne dužine) i modalna distorzija (zavisi od konstrukcije kabla, svjetlost ima različite puteve propagacije: različite dužine puta i završetka na prijemnoj strani).

Efikasno korištenje transmisionih medija:• Prenosni sistemi učestvuju sa značajnim procentom u cijeni izgradnje i

korištenja telekomunikacionih mreža. Ekonomičnost prenosnog sistema ocjenjuje se na osnovu cijene kanala po kilometru: Cv=k*L/√n+Ca.

• multipleksiranje;• WDM;• transmisione tehnike za povećanje iskoristivosti prenosnog medija.

47

• multipleksiranje: određeni broj kanala duž iste rute koriste isti prenosni medij;

• multipleksiranje električnih signala (danas) koji se prenose preko bilo kojeg prenosnog medija (bakarni kabel, optički kabel ili radio sistem) bazira se na TDM (vremensko multipleksiranje):

– PDH plesiohrona digitalna hijerarhija;– SDH sinhrona digitalna hijerarhija.

• hijerarhijski koncept sastoji se od multipleksiranja kapacitivnih nivoa od 2 Mbps, baziranih na 64 kbps kanalu udruženih u PCM okvir (32 kanala);

• PDH: elementi mreže dobivaju takt (iste osnovne frekvencije 2 MHz) iz više od jednog izvora

48

PDH:

• SDH zbog sinhronog pristupa osnovnom taktu omogućen je direktan pristup tributarijima nižih nivoa (do nivoa kanala) bez potrebe demultipleksiranja. Moguće jednostavno utvrditi bite koji pripadaju svakom kanalu;

• hijerarhijski nivoi kod SDH mogu biti podijeljeni u dvije grupe:– nivo multipleksiranja koji se formiraju od virtualnih kontejnera

(VC); – nivo linijskog signala koji se formiraju u obliku sinhronih

transpotnih modula (STM)• SDH tributari od 1554 do 139264 kbps su sinhronizirani, te

dodavane kontrolne i nadzorne informacije

49

Oznaka Broj kanala Brzina bita Linijski kod

E1 30 2048 kbps HDB3

E2 120 8448 kbps HDB3

E3 480 34368 kbps HDB3

E4 1920 139264 kbps CMI

E5 7680 565992 kbps CMI

SDH:

50

Linijska brzina

Oznaka ITU_T

ANSI oznaka

Optički sistem

Broj kanala

51.84 Mbps STM-0 STS-1 OC-1 672

155.52 Mbps STM-1 STS-3 OC-3 1890

622.08 Mbps STM-4 STS-12 OC-12 7560

2488.3 Mbps STM-16 STS-48 OC-48 30240

9953.3 Mbps STM-64 STS-192 OC-192 120960

39813 Mbps STM-256 STS-768 OC-768 483840

– SDH (okvir brzine 51.84 Mbps 90 kolona i 9 redova)

• WDM ili DWDM (wavelength division multiplexing) omogućava da više kanala bude preko različitih talasnih dužina proslijeđeno preko istog optičkog vlakna;

• To je u suštini optička varijanta frekventnog multipleksiranja;• talasne dužine se međusobno razlikuju za nekoliko nanometara;• WDM 2 do 10 talasnih kanala sa razmakom od 5-50 nm (40 Gbps);• DWDM 5-100 talasnih kanala sa razmakom od 0.1-5 nm (reda Tbps).

WDM ili DWDM

51

• DCME kompresija govora (5:1 G.763) čime se omogućava da više poziva koriste zajedničku vezu, druge usluge ne mogu tolerisati takav stepen kompresije, te je potrebno znati koji bitovi prenose koji tip usluge;

• dvije kompresione funkcije:– interpolacija digitalnog govora baziran na činjenici da prosječan

korisnik govori 30-40% raspoloživog vremena u kanalu što omogućava kompresiju sa faktorom 2.5:1;

– ADPCM koja omogućava 32 kbps za svaki poziv što omogućava dodatnu kompresiju od 2:1

DCME: • govorne veze sa obe vrste kompresija;• prenos podataka u govornom opsegu (modemski prenos) uz ADPCM

na brzinama do 9.6 kbps;• prenos podata na većim brzinama od 9.6 kbps koriste pridruženi 64

kbps kanal bez kompresije.

52

53

5. TEHNOLOGIJE MREŽA – PSTN

Pristupne mreže: – podskup funkcija ukupne mreže koje omogućavaju povezivanje

korisnika na prenosnu mrežu;– nužno sadrže interface i protokole kojima se mogu povezati različiti

pristupni uređaji;– bakarna parica, optički pristup FTTH, bezični pristup (WLL), višestruko

i višenamjensko iskorištenje pristupnog medija (PGS, xDSL, koncentratori.);

– logički odvojene za PSTN mrežu, zajedničko korištenje prenosnih medija za druge usluge koje ne koriste istu komutaciju (xDSL).

– digitalizacija govora omogućila je primjenu različitih medija u pristupnim mrežama:

• simetrične parice počele su se koristiti i na višim frekvencijama od frekventnog spektra običnog govora i na većim rastojanjima;

• koaksijalni kablovi za kablovsku televiziju mogu se koristiti i za interaktivne usluge, pristup Internetu i telefoniju;

• FTTH nudi nelimitiran broj novih mogućnosti priključenja korisničke opreme i usluga;

• radio pristup (DECT).

– PGS (pair gain systems):• povećanje transmisionih karakteristika simetričnih kablova

(dijalektrična čvrstoća);• nekoliko korisnika dijele istu fizičku liniju;• 4, 8, 12, 24 korisnika na rastojanju od 5-25 km, zavisno od vrste

saobraćaja;• digitalni linijski signal (2B1Q), A/D konverzija neposredno kod

korisnika;• telefon, fax i modem.

54

– xDSL :H(high bit rate)DSL, S(symetrical)DSL, A(asymetrical)DSL, ADSL+, V(very high speed)DSL;

– postizanje većih brzina prenosa preko simetrične parice do 51 Mbps, na manjem broju parica (preferencijalno jedna parica) i na većem dometu;

– domet je određen veličinom slabljenja i preslušanja i oba parametra rastu sa porastom upotrijebljene frekvencije.

– HDSL omogućava implementaciju 2 Mbps sistema u pristupnim mrežama na rastojanju do 4 km (smanjuje potrebu za regeneracijom signala - ekonomičniji sistem);

– HDSL koristi dva metoda da smanji širinu transmisionog signala:• podjelom prenosa na dvije parice (potpuni dupleks);• korištenjem 2B1Q linijskog koda koji spektralnu distribuciju signala

pomjera ka nižim frekvencijama.

– ADSL transmisioni kapacitet u jednom smjeru je veći od transmisionog kapaciteta u drugom smjeru - efikasno korištenje frekventnog opsega simetrične parice;

– prenos video signala ili pristup Internetu na višim brzinama od modemskih brzina ili brzina koje omogućava ISDN preko standardne telefonske linije.

– ADSL obezbjeđuje LAN konekciju (10 base T Ethernet, E1, E3, ATM, FR), to je potpuna tehnologija neovisno od specifičnog protokola

55

Broj parica Brzina po parici Domet (0.5 mm)

2 1168 kbps 4 km

3 784 kbps 4.6 km

– ADSL je tehnologija koja omogućava stalni pristup do usluge “always on” ITU G.992.1 G.992.2;

– prenos od mreže ka korisniku od 768 kbps do 9 Mbps;– prenos od korisnika ka mreži od 64 kbps do 1.5 Mbps.

Mrežna inteligencija i usluge dodate vrijednosti VAS:– računarom kontrolirane centrale SPC omogućile su uvođenje

inteligencije u PSTN;– distribuirane suplementarne usluge (implementirane u

lokalnim centralama):• ne uznemiravaj: “don’t disturbant”;• buđenje: “wake-up”;• prosljeđivanje poziva: “call forwarding” (bezuslovno, u slučaju ne

javljanja, u slučaju zauzetosti, selektivno);• naknadni poziv “callback”;• ponavljanje posljednjeg poziva “last number redail”;• konferencijska veza “three-party conference”;• skraćeno biranje;

– distribuirane suplementarne usluge (implementirane u lokalnim centralama): • poziv na čekanju “call waiting”;• identifikacija pozvajućeg broja CLIP;• razbrana prikazivanja pozivajućeg broja CLIR;• vruća linija “hot line”;• praćenje zlonamjernih poziva ;• zabrana određenih odlaznih poziva (zabrana ili otvorena

lista). – korisnik upravlja uslugama sa svog telefona. ETSI standardi:

• * na početku procedure aktiviranja ili otvaranja usluge, odnosno za odvajanje dijelova unutar procedure;

56

Broj parica Brzina bita Uplink/downlink

domet

1 64 kbps/1.5 Mbps 5.5 km

1 128 kbps/2 Mbps 4.5-5 km

1 256 kbps/ 6 Mbps 2.5-3 km

• # na početku rpocedure raskidanja ili deaktiviranja usluge, odnosno oznaka za kraj procedure;

• *#na početku procedure vezane za upite o usluzi;• svaka usluga ima svoj kod (21 za bezuslovno preusmjeravanje).

– centralizirane suplementarne usluge i VAS: • inteligentne usluge su dostupne svim korisnicima koji imaju

mogućnost tonskog biranja, bez obzira na tehnologiju lokalne centrale;

• među inteligentne usluge spadaju:– “freephone” pozvani plača uslugu;– usluge posebne tarife “premium rate services”: informacije i

savjeti putem telefona. Tarifa zavisi od vrijednosti sadržaja;– tarifiranje putem kreditne kartice “credit-card calling”: biranje

svog računa i identifikacijskog koda– univerzalne lične telekomunikacije “universal personal tel.

(UTP)”: telefonski broj nije dodijeljen određenoj lokaciji (telefonskom aparatu), koristeći lični kod (PIN) korisnik može primiti pozivi bilo gdje i na svoj račun ostvariti poziv sa bilo kojeg broja;

– teleglasanje;– prenosivost broja.

Inteligentne usluge- referentni model:

Inteligentne usluge - istorija implementacije usluga:

57

– Inteligentne usluge - istorija implementacije usluga:• osnovna logika centralizacije suplementarnih usluga sastoji se u

odvajanju servisne logike od logike komutiranja, i pridruživanja posebnih čvorišta za obezbjeđenje suplementarnih usluga;

• centralizacija ovih usluga zahtijeva bazu podataka za korisničke podatke i dovoljno “snažan” sistem signalizacije za prenos podataka za kontrolu saobraćaja;

• omogućeno brže uvođenje usluga i jednostavnije uvođenje novih tehnologija u mrežu;

• usluge dodate vrijednosti su usluge koje nisu vezane za fazu uspostavljanja veze, one su prevashodno vezane za sadržaj koji se tim pozivom omogućava:

– video-on-demand;– bankarstvo od kuće;– kupovina od kuće;– učenje na daljinu, itd.

Inteligentne usluge - arhitektura:

58

– Inteligentne usluge - tehnološke mogućnosti: • prilagođavanje usluga željama korisnika;• brz razvoj novih usluga koristeći standardizirane,

programske platfrome koje ne zavise od vrste usluge;• brzo uvođenje usluga;• centralizirano upravljanje; •

– Inteligentne usluge - interesne grupe:• operatori mrežom;• davaoci usluga;• korisnici usluga.

Inteligentne usluge - mrežne funkcije:

59

Inteligentne usluge - mrežne funkcije: • SSP (service swtching point) čvorište koje detektuje poziv ka IN

usluzi.SSP funkcije:– identifikacija pozivnog signala za određenu uslugu;– prosljeđivanje signala prema SCP-u;– prijem odgovora od SCP-a;– preusmjeravanje poziva;– kontrola gomilanja

• SCP (service control point) je centralno čvorište koje sadrži logiku i podatke za IN usluge. SCP funkcije:

– prima zahtjeve od SSP-a;– izvršava zahtjev; i– vraća informaciju ka SSP-u.–

Inteligentne usluge - kreiranje usluga:• usluge u IN-u su implementirane od većeg broja manjih modula

(objektno programiranje) koji se zovu uslužno nezavisni blokovi SIB koji imaju definisane interface prema okolini. Primjeri SIB-a:

– vremenski određena selekcija (selektuje određeni izlaz u sistem zavisno od sata, datuma ili dana u sedmici);

– analiza broja (selektira izlaz zavisno od analize pozvanog ili pozivajućeg broja);

– administracija korisničkih podataka (omogućava korisniku da mijenja svoje podatke vezane za uslugu);

– administriranje mreže (u cilju optimiziranog korištenja mreže);

– komunikacija (dodjeljivanje određene govorne poruke zavisno od usluge i stanja usluge); itd.

VAS vezane za PSTN:

60

• govorne poruke: govorna mašina i centralna govorna mašina;

• CENTREX (translacija lokalnih brojeva u brojeve javne mreže, tarifa lokalnih brojeva - povlaštena tarifa);

• kontroliranje usluga.

SIGNALIZACIJA:

– signalizacija ima ulogu povezivanja procesa između različitih dijelova telekomunikacione mreže.

– signalizacija predstavlja razmjenu informacija koje omogućavaju uspostavljanje, održavanje, nadzor, tarifiranje, raskidanje veze i obezbjeđenje prenosa informacija za suplementarne usluge;

– signalizacija u pristupnim mrežama (korisnik-centrala, multiplekser-centrala, istureni pretplatnički stupanj -centrala;

– signalizacija između centrala;– signalizacija između inteligentnih čvorova i komutacionih sistema.

SIGNALIZACIJA- funkcije signalizacije:– faza uspostavljanja veze (signal najave od strane korisnika, signal

prihvatanja ili signal odbijanja, adresni signali);

61

– faza usmjeravanja (analiza adresnih signala, signal zauzimanja, signal potvrde ili dobijanja, signal najave -zvonjenje, signal potvrde prijema -kontrola poziva);

– faza nadzora (signal javljanja, tarifni signali, signal polaganja, signal raskidanja, signal potvrde raskidanja).

– Signali se po sadržaju poruka mogu svrstati u dvije kategorije:• upravljačke signale (prenose informaciju vezanu za zahtjev

prema usluzi); i• adresne signale (prenose informaciju u lokaciji, adresi pozvanog

korisnika).

SIGNALIZACIJA- pretplatnička signalizacija:• signalizacija od i ka korisniku;• signalizacija za CLIP: prije pozivnog signala, lokalna centrala šalje A

broj. Najčešća metoda je kombinacija promjene polariteta i DTMF (ton od dvije frekvencije u kombinaciji od 7 raspoloživih);

• tarifni signali: lokalna centrala šalje informaciju o zaduženju razgovora u ritmu tarifnih impulsa (16 kHz impulsi). Svaki tarifni impuls generiše izlaz iz16 kHz oscilatora koji se prima na brojaču kod korisnika;

• signalizacija za suplementarne usluge (*kod usluge (cifre)#);• signalizacija za usluge dodate vrijednosti (nakon standardne faze

uspostavljanja veze omogućena je veza sa računarom koji omogućava uslugu, korisnik komunicira sa računarom (upute daje govorna mašina) putem DTMF tastature);

• signalizacija za IN usluge (DTMF ili govor - VR);• signalizacija za fax (dodatno određivanje parametara: brzine

prenosa, rezolucije; potvrda prijema stranice, itd.)

62

signalizacija za fax

SIGNALIZACIJA- signalizacija između centrala:– sistem siganlizacije se uspostavlja na osnovu razlikovanja signala po:

amplitudi, polaritetu, dužini trajanja, redoslijedu slanja, infomaciji zapisanoj u digitalnom obliku;

– Tehnike realizacije signalizacija;• prekidanje signalizacione petlje;• višefrekventna tehnika; i• paketska tehnika.

63

– komparacija tehnika signalizacije:• kašnjenje u biranju (dialing delay) vrijeme od prijema signala

slobodnog biranja do završetka slanja zadnej cifre;• kašnjenje pri javljanju (answer delay) vrijeme od slanja pozivne

struje do trenutka odgvora pozvanog;• kašnjenje poslije biranja (post dialing delay) razlika između prva

dva kašnjenja. – signalizacija pridružena kanalu CAS (No.5, Y, R1, R2):

• podijeljena na linijske i registarske signale;• linijski signali razmjenjuju poruke vezane za pormjenu stanja voda

između centrala (zauzimanje, potvrda, oslobađanje, potvrda oslobađanja, itd.);

• u analognoj verziji: uključenje ili isključenje frekvencije 3825 HZ, u digitalnoj po dva bita za unaprijed i unazad ;

• registarski signali obrađuju informacije vezane za usmjeravanje (B broj, kategoorije pretplatnika, stanje B pretplatnika, itd.);

• za registarske signale je najčešći način razmjena signala baziranih na kombinaciji više frekvencija (kombinacija dvije od mogućih šest frekvencija daje kombinaciju od 15 signala unaprijed i isto toliko signala unazad).

• tarifni signali: lokalna centrala šalje informaciju o zaduženju razgovora u ritmu tarifnih impulsa (16 kHz impulsi). Svaki tarifni impuls generiše izlaz iz16 kHz oscilatora koji se prima na brojaču kod korisnika;

• signalizacija za suplementarne usluge (*kod usluge (cifre)#);• signalizacija za usluge dodate vrijednosti (nakon standardne faze

uspostavljanja veze omogućena je veza sa računarom koji omogućava uslugu, korisnik komunicira sa računarom (upute daje govorna mašina) putem DTMF tastature);

• signalizacija za IN usluge (DTMF ili govor - VR);• signalizacija za fax (dodatno određivanje parametara: brzine

prenosa, rezolucije; potvrda prijema stranice, itd.) – signalizacija pridružena kanalu CAS (No.5, Y, R1, R2):

• svaki govorni kanal ima 2kbps za signalizaciju (64 kbps vremenski odsječak jedamput u 16 okvira za 2 govorna kanala: 64/16/2);

– signalizacija pridružena kanalu CAS (No.5, Y, R1, R2):• prijemnici i predajnici koda kao zajednički organi i u digitalnoj i

analognoj verziji

64

– signalizacija po zajedničkom kanala CCS (No.6, SS7):• skupi kanali za prenos informacije ne koriste se za prenos

signalizacije;• zahtijeva posebnu signalizacionu mrežu;• signalna mreža se u principu konfiguriše kao paketska mreža (signali

su stabdarni paketi svrstani u 64 kbitni kanal)

– signalizacija po zajedničkom kanala ima niz prednosti u odnosu na CAS:

• kašnjenje posloje biranja je drastično smanjeno (oko 10 puta kraće);

• za istu količinu informacija potreban je manji broj kanala je se preko njih prenosi samo govor a ne i signalizacija;

• ova vrsta siganlizacije s obzirom na paketsku organizaciju, može prenositi mnogo više različitih vrsta signala šta je šini pogodnom za primjenu usluga inteligentne mreže (usluge virtualne mreže; prenosivost broja; telefonske kreditne kartice; ISDN itd.)

– signalizacija po zajedničkom kanala SS7:

65

• nekoliko međunardonih (bijela 1980., žuta 1984, crvena 1988. i plava 1992. godine) više nacionalnih verzija standarda;

• funkcionalna struktura protokola organizovana na bazi nivoa

– signalizacija po zajedničkom kanala SS7:• Mrežni dio strukture sastoji se od četiri nivoa MTP 1, MTP2 i MTP3

(message transfer part) i SCCP (signaling connection control part);

– signalizacija po zajedničkom kanala SS7:• MTP sastoji se od tri nivoa:

– MTP1 “data link” funkcije fizičkog sloja OSI modela (dva kanala brzine 64 kbps);

– MTP 2 “signaling link” odgovara funkcijama drugog sloja OSI modela (korekcija grešaka, nadzor, kontrola protoka informacija);

– MTP 3 dio funkcija trećeg sloja OSI modela (funkcije i procedure za prenos poruka između signalnih tačaka): funkcije usmjeravanja, razlučivanja i distribucije poruka i funkcije upravljanja mrežom (mrežni i saobraćajni inženjering signalne mreže);

• SCCP proširuje nivo usluga MTP-a proširujući kapacitet adresiranja sa četiri klase usluga.

– signalizacija po zajedničkom kanala SS7:• signalna mreža koristi se u tri moda:

– pridruženi mod (direktni set linkova između dva čvorišta);

66

– nepridruženi mod (signalne poruke preko više linkova i tandem čvorišta);

– kvazipridruženi mod (preko unaprijed definisanih signalnih linkova).

– signalizacija po zajedničkom kanala SS7: • korisnički dijelovi signalizacije SS7:

– ISUP obezbjeđuje signalne funkcije za osnovne (noseće) i dodatne usluge vezane za ISDN i telefonski saobraćaj;

– TCAP je set protokola i funkcija koje se koriste u mreži distribuiranih aplikacija. To je grupa alata koje omogućavaju da se zahtjev za izvršenje određene radnje pokrene u jednom čvorištu a izvrši u drugom. Obezbjeđenje uslova za IN usluge;

– OMAP obezbjeđuje aplikacijske protokole i procedure za nadgledanje kontrolu i koordiniranje mrežnih resursa.

67

6. TEHNOLOGIJE MREŽA – ISDN

Digitalna mreža integriranih usluga– uslov za ISDN je IDN;– digitalna konekcija između korisničkih interface-a (terminal još uvijek

može biti analogni);– stvara uslove za digitalni korisnički pristup;– dozvoljava odvojeni razvoj mreže od razvoja usluga;– u osnovi se radi se o komutaciji krugova (proširenje komutiranog

korisničkog opsega telefonskih centrala);– nakon 1990-te počinje se promjenjivati i u komutaciji ćelija;– N-ISDN i B-ISDN.;– integrisana u PSTN (komutacije i sistemi upravljanja).

– referentni model:

– osnovna noseća usluga se zove 64 kbps neograničeno (unrestricted) u odnosu na sadržaj digitalnog signala (vrstu digitalnog koda);

– neovisan razvoj usluga: samo dva uslova:• digitalan signal;• prenos baziran na ISDN protokolima;

– maksimalna širina 30*64=1920 kbps;– u početku razvoja bez mogućnosti mobilnosti, DECT i UPT omogućuju

proširenje mobilnosti korisnika;– usluge transporta, dugo bez atraktivnih korisničkih usluga.

68

– tipovi prilagodnih uređaja i referentne tačke:

– tipovi prilagodnih uređaja i referentne tačke:

• LT (line termination): na ulazu u komutaciono čvorište, prilagođenje pretplatničke linije na čvorište (napajanje, nadzor linije, statistika grešaka, itd.);

• NT (network termination): NT1 (repetitor, dvožilno-četverožična konverzija, generisanje linijskog koda. OSI nivo 1) i NT2 (inteligentna oprema: procesi kontrole usmjeravanja poziva, ugrađena u PBX; više ISDN linija može biti priključeno na NT2, OSI nivoi 1,2 i 3);

• TE (terminal equipment): TE1 potpuno kompatibilna ISDN standardima; TE2 nekompatibilna ISDN standardima (analogni telefon, PC, itd.);

• TA (terminal adapter) služi za prilagodbu ISDN nekompatibilne opreme (za PC i servere; za X.25; i X.21).

69

– tipovi prilagodnih uređaja i referentne tačke:

• “R” granica između ISDN nekompatibilne opreme i ISDN mreže (konverzija komunikacijskih protokola na V.110, V.120, X.25);

• “S” veza između TE1 ili TA sa NT2, ako nema NT2 nema niti “S” referentne tačke, “T” referentna tačka veza na NT1:– četverožilni prenos;– bitska brzina 192 kbps u svakom smjeru (kapacitet za prenos

informacije 144 kbps, 12 bita korišteno za sinhronizaciju okvira, pristup terminalu, ekvillizaciju napona, itd.)

– tipovi prilagodnih uređaja i referentne tačke:• “U” referentna tačka predstavlja interface između LT-a i NT1. To

je dvožični interface osnovnog ili primarnog pristupa:– bitska brzina 160 kbps (2B+D, sinhronizaciju okvira);

– ISDN je struktuiran na bazi OSI modela (nivoi 1,2 i 3). Viši nivoi obezbjeđuju službe koje zavise od korisničkog sistema, okoline i primjene:

• nivo 1 je fizički sloj (vrsta prenosnog medija; konektorske izlaze, sistem kodiranja, naponski nivoi):

– I.430 četverožični interface osnovnog pristupa;– 2B1Q i 4B3T dvožični interface osnovnog pristupa;– G.703 standard za primarni pristup

• nivo 2 je nivo povezivanja i podržava prenos podataka od tačke do tačke:

70

– u D kanalu to je LAPD (link access protocol D channel);– u B kanalu nema protokolske specifikacije, to je čisti 64 kbps.

• nivo 3 je nivo mreže. Na D kanalu omogućava funkcije kontrole poziva i funkcije paketskog prenosa podataka.

Tipovi usluga u ISDN-u:

– Tipovi usluga u ISDN-u: • noseće usluge (bearer services): postoje tri tipa nosećih usluga u

modu komutacije krugova:– 3.1 kHz govorni kanal korišten za komunikaciji sa mrežama

koje nisu ISDN;– 64 kbps neograničeni kanal koji omogućava transparentnu 64

kbps konekciju;– 64 kbps govorni kanal, nije zagarantovana transparentnost;

• noseće usluge se karakterišu na osnovu svoja tri atributa:– atributi prenosa informacija:

» način prenosa informacija: komutacija krugova ili paketa;» brzina prenosa: 64 kbps, 2x64 kbps, 384 kbps, 1536 kbps

i 1920 kbps; • noseće usluge se karakterišu na osnovu svoja tri atributa:

– atributi prenosa informacija:» vrste prenosa: neograničeni, muzički kanali 3.1 kHz, 7

kHz, 15 kHz, te prenos slike;» način uspostavljanja veze: na zahtjev, permanentni vod,

rezervisani vod;» komunikacijska konfiguracija: point-to-point, multipoint ili

distribucija;

– atributi pristupa specificiraju metode pristupa mreži:» pristupni kanali: D, B, H0, H11, H12;» pristupni protokoli: I.430, I.451, HDCL,LAPD,

LAPB;– generalni atributi koji uključuju suplementarne

usluge, kvalitet usluge, način međusobnog rada sa drugim mrežama, itd.

71

• teleusluge su bazirane na nosećim uslugama i adaptirane su za različite aplikacije (nudi se potpuna komunikacija između korisnika, uključujući funkcije terminalne opreme):

– telefonija 3.1 kHz;– muzički kanal 7 i 15 kHz;– telefax grupe 3 i grupe 4;– videotex;– video-telefonija;– pristup Internetu.

• teleusluge: pristup Internetu nije potrebna A/D konvrezija (nepotreban modem). ISDN centrala se koristi da ekstrahuje Internet saobraćaj i usmjeri na pristupni server (accesss server) koji adaptira soabraćaj na LAN mrežu koja sadrži Internet router.

Digitalna mreža integriranih usluga:• suplementarne usluge:

– CLIP;– CLIR;– preusmjeravanje poziva;– zabrana dolaznih i odlaznih poziva; – definisanje prioriteta (u slučaju preopterečenja);– freephone;– teleglasanje;– prenosivost broja;– korištenje kreditnih kartica; itd.

• Način priključenja: • tačka-tačka: jednostavno direktno BRA; povezivanje terminala

(telefon ili podatkovni terminal) na NT1 (jedan NT može imati više treminala povezanih u zvijezda konfiguraciju). Ograničavajući faktor je dozvoljeno slabljenje od 6 dB (maks. rastojanje 1 km između NT i TE).

72

– Način priključenja:• pasivna “bus” konfiguracija: povezivanje do 8 različitih terminala

(osam različitih adresa programiranih u terminalima za svaki BRA)

– Numeracija: plan numeracije je baziran na planu numeracije PSTN:• međunarodni ISDN broj sastoji se od maks. 15 cifara;• ISDN adresa može sadržti podadrese koje se mogu transparentno

prenositi kroz mrežu. Podadresa se koristi na strani terminala da se identificira specifičan terminal;

• BRA može imati do 8 adresa na istoj konekciji (praktično za razlikovanje različitih tipova opreme).

Digitalna mreža integriranih usluga:

73

– Signalizacija:• pretplatnička signalizacija DSS1 (D kanal) je tipična za

ISDN i pojednostavljen je oblik ISUP korisničkog dijela signalizacije SS7;

• pretplatnička signalizacija se prenosi pomoću LAPD (SS7 pomoću MTP-a);

• centralizirane suplementarne usluge koriste TCAP;• protokoli D kanala slijede OSI model podijeljen u tri sloja

1-3:– na sloju 3 je uputa za kompoziciju signalne poruke

– Signalizacija: • protokoli D kanala slijede OSI model podijeljen u tri sloja 1-3:

– na sloju 2 se definiše struktura okvira za prenos signalnih poruka;

– na sloju 1 obezbjeđuje se protok bita 64+64+16 kbps (uključujući signalne informacije).

– Signalizacija odnos prema OSI modelu

74

– Signalizacija:• signalna poruka Set-Up

– signalizacija

75

Osnovni načini prenosa podataka:– komutacijom kanala:

• modemska veza maks. brzine 56 kbps (64 kbps),• tarifiranje vremensko-zonsko kao kod PSTN-a, operator nema

dodatni prihod, korisnik ima dodatnu mogućnost;• problem zaštite podataka (nemogućnost kontrole pristupa na strani

mreže).– iznajmljene linije:

• moguća zaštita pristupa (korisnik kontroliše liniju s kraja na kraj);• niska pouzdanost jer nema redudantnih puteva;• brzina prenosa zavisi od kvaliteta modema i vrste prenosnog

medija (bilo koji hijerarhijski nivo SDH sistema);• tarifiranje na bazi 24 satnog korištenja fiksna cijena bez obzira na

vrijeme korištenja i količinu podataka;

– iznajmljene linije i komutacija kanala

76

– komutacija paketa, ovim konceptom objedinjuju se dobre strane:• komutacije kanala (lak i jednostavan pristup, visoka pouzdanost i

tarifiranje proporcionalno korištenju); i• iznamljenih linija (dobra zaštita podataka i velika brzina prenosa;• visoka raspoloživost 99,9%;• stepen greške pri prenosu 64 kbps kreće se oko 10-9;• veći broj korisnika može koristiti isti link (dobra iskoristivost

prenosnog sistema);• konverzija brzine koristeći bufer (dva terminala različitih vlastitih

brzina mogu međusobno komunicirati).

– komutacija paketa, koncept se zasniva na principu datagrama

– komutacija paketa, • datagrami imaju zaglavlje u kojima se nalaze: adresa izvora,

adresa odredišta, i broj datagrama;• datagrami mogu biti slani preko različitih linkova;• kod savremenih paketskih mreža koriste se paketi koji u svom

zaglavlju imaju i definisanu adresu puta između dva kraja mreže (virtualni vod);

• vrste paketskih mreža:– X.25;– Frame relay;– ATM;– TCP/IP (Internet).

– Komutacija paketa

77

– komutacija paketa• statistički multipleks omogućava da je linijska brzina između dva

multipleksa manja od zbira brzina na ulazu u multipleks (svi terminali ne komuniciraju istovremeno) ali je unaprijed utvrđeno koji terminal može komunicirati sa kojim (promjena iziskuje ljudsku intervenciju);

• svaki terminal može komunicirati sa svakim drugim terminalom (komutacija) ali su linkovi statistički multipleksirani tako da ukupna brzina na linkovima može biti manja od zbira terminalskih brzina.

– PDN naspram PSTN:• u obe mreže svaki terminal može doseći bilo koji drugi terminal u

mreži;• tehnološki razvoj obiju mreža vodi ka smanjenju cijene, povećanju

pouzdanosti, povećanju fleksibilnsti i skraćenju vremena uspostavljanja veze;

• obe koriste petljastu topologiju;• PSTN u jednom trenutku preko jednog voda može prenositi

informacije samo jedne veze imeđu dvije terminalne tačke; kod PDN se link između dvije terminalne tačke dijeli na više korisnika;

• podaci u PDN se prenose statistički multipleksirani na linku; kod PSTN digitalni glas je multipleksiran vremenskom raspodjelom;

• kod PDN prosječno vrijeme uspostavljanja veze je ispod 1 sec, ko PSTN oko 10 sec.

Tehnologije mreža - PDN

X.25 – je protokol za paketske mreže između terminalne opreme DTE i

komunikacione opreme DCE (ne i između čvorišta mreže); – podržava konekcijski orjentisane veze (vod pridružen vezi) i

nekonekcijske veze (vodove pridružene čvorištu-datagrami)– ima ugrađenu funkciju detekcije i korekcije greške (siguran ali spor

prenos, uslovljen kvalitetom prenosnih sistema u periodu razvoja mreže 1960-tih);

– maksimalna komutirana brzina ok 2 Mbps, tipično 64 kbps;– samo prenos podataka;

78

– permanentni virtualni krugovi (set-up informacije trajno pohranjene u čvorištu) i komutirani virtualni krugovi (za set-up fazu potrebno biranje B-broja);

– UNI: X.25, NNI: interni mrežni protokoli ili X.75;– podržava Internet, a X.25 je sadržan i u mobilnim mrežama

• X.25 standardi:

• korisnici uglavnom firme– korisničke usluge:

• saobraćaj od terminala ka računaru;• file transfer;• elektronska pošta;• automati za novac i sl.;

– korisničke pogodnosti (suplementarne usluge):• zabrana odlaznih i dolaznih poziva;• kreiranje zatvorene grupe korisnika (VPN);• brza selekcija (za određene usluge manji broj tipova

paketa: Call request i Clear request);• preusmjeravanje poziva;• reverzno tarifiranje.

• X.25 slojevi mreže: – zadatak mreže je da u korektnom redoslijedu i do korektne adrese

prenese pakete;

79

• X.25 slojevi mreže: – sloj 1 je interface do fizičkog sloja (preporučuje se X.21 ali se

vrlo često koristi RS-232);– sloj 2 je sloj linka koji definiše protok podataka preko linka i

osigurava prenos bez greške. Prenose se u obliku okvira (frame): informacioni, nadzorni i nenumerisani (služe za fazu uspostavljanja i raskidanja komunikacijskog linka). Postoji pet različitih okvira:

• SABM (uspostavljanje i raskidanje linka);• UA (potvrda okvira);• DISC (raskidanje);• FRMR (indikacija prijema nelegalnog okvira);• DM (indikacija prethodno nepovezanog podatka)

– sloj 2 razmjena okvira

80

– sloj 3 - sloj paketa u kojem se definiše adresiranje i paketiranje poruka;

– postoje tri tipa paketa:• podatkovni;• kontrolni; i• nadzorni;

– maksimalni broj logičkih kanala za jedan paket 212=4096;– maksimalni broj paketa bez potvrde 27=127.

7.TEHNOLOGIJA KOMUNIKACIJA

Frame Relay– jedna od najjeftinijih nosećih mreža za povezivanje LAN mreža;– jedan od vrlo efikasnih koncentratora za internet saobraćaj na relaciji

PSTN/ISDN- Internet mreža;– osnovna ideja je optimalno povezivanje fleksibilnog korištenja

prenosnog opsega (karakterističnog za komutaciju paketa) i malenog kašnjenja (karakterističnog za komutaciju krugova);

– da bi se to postiglo moraju se žrtvovati neke druge funkcije: funkcije korekcije grešaka i kontrole saobraćajnih tokova;

– pogodna za mreže sa visokim kvalitetom u prenosu (optika).

Frame Relay-referentni model

81

– protokol za Frame Relay je definisan na dva najniža nivoa OSI modela, sa veoma malim zaglavljen;

– prenosni kapacitet je veći od 2Mbps (do 50 Mbps).

Frame Relay- usluge– osnovna usluga na FR (noseće usluge) je PVC (permanentni virtualni

krug) pri čemu menadžment mreže kontroliše rutiranje okvira unutar čvorišta:

• logička konekcija u konfiguraciji (tačka-tačka). Krugovi su definisani kod konfiguracije korisničke mreže,

• osnovna funkcija: osigurati da se sav saobraćaj prenosi preko istih puteva po mreži,

• svaki PVC ima samo jednog korisnika (nije moguće poslati informaciju preko PVC drugog korisnika,

• zbog sigurnosti poželjni redudantni (“backup”) krugovi– naprednija usluga je SVC (komutirani virtualni krug) koja podržava

korisničke signalizacije:• ova vrsta konekcije može biti uspostavljena između bilo koja dva

korisnika mreže (svakom korisniku potreban samo pristup na mrežu),

• konekcija se uspostavlja uz pomoć korisničke signalizacije E.164 ili X.121,

82

• SVC ne podržava “dial-up” pristup na FR mrežu. Korisnik svoju opremu povezuje ili preko fiksnog pristupa ili preko ISDN-a,

• SVC je pogodan za korisnike koji imaju promjenljivu frekvenciju saobraćaja i/ili njihova mreža brzo raste,

• jednostavniji za menadžment od PVC-a.

Frame Relay- prenos govora:– orginalno dizajniran za prenos podataka koji će pružati jeftiniju uslugu

i promjenljiva dužina okvira;– prenos informacija koje su osjetljive na kašnjenje postavlja nove

zahtjeve pred mrežu što je poskupljuje;– prenos govora postavlja zahtjev za kašnjenje ispod 200 ms (utiču: broj

čvorova < 4, tip prenosne mreže, opterećenje mreže, primjenjeni metod kodiranja, itd.)

– potrebna signalizacija (nije moguće pristupiti korisniku koji nije na datoj FR mreži niti se može birati telefon),

– moguća enkapsulacija govornih kanala na FR mreži, uz kompresiju govora DSI (FRF.11 i FRF.12).

Frame Relay- Forum:– standardizaciju vrše ITU-T i ETSI;– najveći doprinos razvoju FR tehnologije daje Frame Relay Forum:

• “udruženje” proizvođača, operatora, korisnika i drugih koji stvaraju osnovu za klasičnu standardizaciju,

• formiran 1991. godine,• organizuje obuku i distribuira informacije vezane za FR

tehnologije i funkcionisanje,• sastoji se od većeg broja tehničkih komiteta koji opisiju

kako bi trebalo da određena FR funkcionalnost bude implementirana za saradnju različitih tipova opreme (FRF 5, FRF 8, FRF 11),

• Q.922 definiše okvir, Q.933 opisuje signalizaciju.

Frame Relay- korisnički parametri:– provjera količine prenešene informacije preko FR mreže:

• Bc (commited burst size) - maksimalna dogovorena količina informacija koju korisnik može poslati na mrežu u dogovorenom vremenskom periodu Tc,

• EIR (excess inf. rate) - maks. dozvoljeni propusni opseg za korisnika koji može koristiti u kratkom periodu,

• Be (excess burst size) - količina podataka koja je dozvoljena da korisnik prekorači Bc za vrijeme Tc.

• CIR (commited information rate) - dogovoreni prosječni propusni opseg CIR=Bc/Tc (0-2 Mbps: 0,8,32, i n*64 kbps),

– korisnik plaća na osnovu vrijednosti CIR-a,– ne postoji odnos između CIR i bitske brzine fizičke konekcije

(stoga jedna fizička konekcija može prenositi nekoliko PVC sa različitim CIR-om),

83

Frame Relay- korisnički parametri:– provjera količine prenešene informacije preko FR mreže:

Frame Relay- kontrola gomilanja:– mreža ne može spriječiti korisnika u prekoračenju CIRa jer je FR

fleksibilan u dodjeljivanju propusnog opsega (propusni opseg na zahtjev);

– mehanizam odbacivanja okvira koji uzrokuju nedozvoljeno korištenje mreže na osnovu DE bita koji je aktiviran za svaki okvir koji prekoračuje CIR

– funkcije koje preporučuju smanjenje brzine prenosa (kontrola saobraćajnih tokova: veličine okvira i brzine slanja okvira na mrežu):

• FECN (forward explicit congestion notification) bit u zaglavlju okvira koji obavještava prijemno čvorište o gomilanju u mreži da se mogu poduzeti odgovarajuće aktivnosti (nije obavezujuće);

• BECN (backward explicit congestion notification) bit koji obavještava predajno čvorište o gomilanju u mreži da se mogu poduzeti odgovarajuće aktivnosti (nije obavezujuće);

• malo korisnika koristi ove mogućnosti. Nije praktično koristiti kod TCP/IP. Ruteri to koriste za redukciju optrećenja pomoću buffera.

Frame Relay- protokoli:– koristi dva najniža sloja OSI modela

84

Frame Relay- format okvira:– jednostavan okvir: zastava, adresno polje, polje informacije, kontrola

okvira

85

– DCLI - identifikator konekcije na drugom sloju (data link) ⇒210=1024 logičkih konekcija između različitih FR korisnika;

– može biti više simultanih konekcija na istom fizičkom krugu;– DCLI mijenja vrijednost na svakom čvoru

Frame Relay- tarifni elementi:– PVC (fiskni iznos) ili SVC (vremensko-tarifiranje);– CIR (razlika između korištene brzine i brzine na fizičkoj konekciji);– rastojanje;– dvosmjerni ili jednosmjerni

ATM (asynchronous transfer mode): – ATM je konekcijski orijentisana tehnika prenosa informacija bazirana

na ćelijama fiksne dužine;– općenito tok bita (bit stream) može biti podijeljen u grupe koje se

zovu ćelije (53 okteta=48+5);– ATM je bio odabran, od strane ITU, kao tehnologija za prenos B-ISDN

(B-ISDN mogu biti komutirane različite brzine bita do 100 Mbps i samo jedan način prenosa asinhroni);

– ATM može biti korišten za prenos govora, slike i podataka, kvalitetom koji njima odgovara (širokopojasna mreža).

– moguće su konfiguracije multipoint-to-point, interesantno za distributivne usluge (TV aplikacije);

– izuzetno brza komutacija zbog fiksne i relativno kratke dužine segmenta informacija i malenog zaglavlja za procesiranje;

– moguće obrade usluga brzine do 622 Mbps (komercijalno dostupan interface);

86

– javne i privatne mreže;

• ATM - referentni model:

ATM - slojevi mreže:– u osnovi podijeljena u četiri nivo koji po svojoj strukturi i funkcijama

odgovaraju prvom i drugom sloju OSI modela

ATM - klase usluga:– sve usluge (bilo interaktivne bilo distributivne) mogu biti klasificirane

u odnosu na odgovarajuće zahtjeve vezane za omogućeni kvalitet prenosa (kašnjenje, varijacija kašnjenja, puzdanost, propusni opseg):

Klasa A:

87

Klasa B:

Klasa C:

Klasa D:

88

• ATM - klase usluga:

ATM - ćelijske usluge:– permanentni virtualni krugovi PVC;– komutirani virtualni krugovi SVC kontrolirani pomoću korisničke

signalizacije (B-ISDN zahtijeva SVC);– i PVC i SVC mogu biti uspostavljeni pomoću VPC (virtual path conn.) ili

VCC (virtual channel conn.);– point-to-point i point-multipoint veze koje mogu biti u formi PVC ili

SVC;– ATM može podržavati bilo koju vrstu paketskih protokola IP, Frame

Relay, X.25;– ATM je prva suštinska konvergentna platforma.

ATM - usmjeravanje ćelija kroz mrežu:– Format ćelije

89

Kategorije usluga (noseće mogućnosti)

Indikatori kvaliteta primjena

Konstantna brzina bita (CBR)

PCR, peak rate CTD, transfer delay CDV, delay variation

CLR, loss ratio

Emulacija govornih krugova

Promjenjiva brzina bita za aplikacije realnog

vremena (rtVBR)

PCR, CTD, CDV, CLR, SCR podnošljiva brzina

ćelije

Paketizirani govor i slika

Promjenjiva brzina bita za aplikacije

neopterećene realnim vremenom (nrtVBR)

PCR, SCR, CLR Frame relay

Raspoloživa brzina bita (ABR)

PCR, MCR minimalna brzina

ćelija

IP podaci

Nespecificirana brzina bita (UBR)

IP podaci

90

ATM - međusobni rad sa drugim mrežama:– međusobni rad preko ATM mreže. ATM je noseća usluga za Frame

relay ili X.25

– međusobni rad sa ATM sistemom kroz ATM mrežu. Npr. Frame relay direktno komunicira sa ATM korisnikom (FRF 5)

91

ATM - međusobni rad sa drugim mrežama:– klasični IP preko ATM;– emulacija (potpuna imitacija) govornih krugova 64kbps i 2 Mbps (AAL

1) preko ATM mreže;– emulacija (potpuna imitacija) LAN mreža:

• ATM korisnika;• ATM korisnika i Ethernet korisnika;• ATM korisnika i token ring korisnika;• token ring korisnika

ATM - tarifiranje:– na osnovu broja ćelija;– na osnovu kvaliteta i prosječno korištenog propusnog opsega;– na osnovu dužine uspostavljene konekcije;– CBR treba biti skuplji od UBR i ABR;– UBR treba biti jeftiniji od ABR i VBR.

ATM - Forum:– standardizaciju vrše ITU-T i ETSI;– najveći doprinos razvoju ATM tehnologije daje ATM Forum:

• “udruženje” proizvođača, operatora, korisnika i drugih koji stvaraju osnovu za klasičnu standardizaciju,

• formiran 1991. godine,• organizuje obuku i distribuira informacije vezane za FR

tehnologije i funkcionisanje,• osnovni zadatak: pravovremen razvoj specifikacija za

interoperabilnost usluga i mreža.• sastoji se od jednog tehničkih komiteta na svjetskoj razini i tri

marketinška komiteta (Sjeverna Amerika, Evropa, Azija).

92

8.TEHNOLOGIJA KOMUNIKACIJA

• INTERNET

– paketski orijentisana mreža;– aplikacije sa kraja na kraj (prenošenje bilo čega preko bilo koje

noseće mreže). Za određene aplikacije potrebno unapređenje u smislu propusnog opsega i protokola;

– Internet (internetworking) je globalna mreža formirana povezivanjem velikog broja (miliona) mreža od kojih sve koriste:

TCP/IP protokol (TCP-transmission control protocol, IP-Internet protocol); i zajedničku strukturu adresa IP4 i IP6;

Tehnologije mreža – PDN

• INTERNET -referentni model

• INTERNET- istorijski razvoj

– korijeni Interneta leže u eksperimentalnim istraživanjima paketskih mreža za prenos podataka finansiranih od strane ARPA-e (organa američkog Ministarstva odbrane) tokom šezdesetih godina;

– originalna zamisao je bila da se povežu vojne istraživačke organizacije, što se proširilo na veze među univerzitetima i potom se komercionalizirala ka otvorenim mrežama;

– različite vrste usluga: informacije, usluge realnog vremena i interaktivne usluge (e-comm, e-edu; e-gov, itd.), različite forme multimedijalnih usluga;

• INTERNET- sumarni pregled:– komutacija paketa, nekonekcijske veze;– maksimalni komutirani propusni opseg zavisi od noseće mreže

(širokopojasni ruteri);93

– usluge u rasponu od osnovnog prenosa podataka do multimedijalnih usluga;

– firewall, kriptovanje i autentikacija metodi sigurnosti pristupa;– mobilne mreže u pristupu omogućavaju mobilnost korisnika;– intranet, ekstranet i virtualne privatne mreže VPN su metodi podrške

privatnih mreža;– SNMP (simple network management protocol).

• INTERNET- usluge (osnova dobre prihvaćenosti):

1. Originalne usluge:

– e-mail: razmjena poruka između korisnika, baziran na STMP (simple mail transfer protocol) i POP (post office protocol);

– file transfer: omogućava velikom broju korisnika da zajednički koriste pohranjene podatke iz baza (prenos iz baze na vlastiti računar uz korištenje kontrole autorizacije: “user name” i “password”), baziran na FTP (file transfer protocol). Autonomuos FTP server (ne zahtijeva autentikaciju za pristup);

– udaljeni pristup (remote logon): omogućava korisniku da se poveže na drugi računar i da koristi resurse tog računara, baziran na protokolu TELNET.

2. Usluge grupnih diskusija (jednostavna i jeftina komunikacija):– “news group” to su forumi za diskusije i razmjenu informacija

različitih sfera intresovanja. To je e-mail adresiran na određenu lokaciju na “news” serveru zajedničku svim učesnicima. Ova komunikacija nije komunikacija realnog vremena (pitanja i odgovori se smještaju u određenu katalošku strukturu koja ponekad može biti teška za pregledanje), bazirani na NNTP za prenos informacija od i ka korisniku;

– “chat” korisnici (članovi) komuniciraju preko tekst orijentisanog interfejsa, više njih u isto vrijeme, baziran na IRC (Internet relay chat) protokolu;

3. Pretraživanje informacija:

– “world wide web” pretraživanje informacija. Najćešće korištena aplikacija koja je i najveći izvor kritika na račun Interneta (jednostavnost pregleda i dugo vrijeme odziva). Omogućeno korištenjem pretraživačkih sistema “search engine” (AlatVista, Yahoo, Google, itd.) koje omogućavaju lociranje traženog tipa informacija na hiljadama servera. Pretraživanje se može vršiti na

94

osnovu naslova, ULR-a (uniform resourse locator), ključnih riječi ili fraza.

4. e-trgovina: Internet se koristi kao ogromni katalog proizvoda i usluga. (sigurnost, kvalitet robe, carina, porezi, itd).

5. Telefonija (VoIP) digitalizacija i paketirasnje govora, jeftinija usluga, slabiji kvalitet (kašnjenje, jitter), alternativni metod međunardmog saobraćaja:

– PC - PC;

– PC - telefon;

– telefon – telefon.

95

6. Multimedijalne usluge: usluga koja koristi najmanje dvije od tri osnovne usluge (prenos govora, slike, podataka) i omogućava određen stepen interaktivnosti, (videokonferencija);

7. Poslovne usluge: Intranet mreža - određene kompanije bazirana na Internet tehnologijama (zajednički interfejs za različite formate informacija) i VPN bolji kvalitet usluge QoS nego preko Interneta (zakupljeni kapaciteti i tunelisanje saobraćaja).

• INTERNET- Standardizacija:

– IETF (Internet Engineering Task Force) određivanje protokola koji će biti razvijeni i primjenjeni u ukupnoj skupuni protokola korištenih u Internetu;

– IRTF (Internet Research Task Force) proučava predmete koji su nedovoljno jasni ili struktuirani da bi bili uključeni u standardizacijske procese;

– IANA (Internet Assigned Numbers Agency) definisanje parametara koji na jedinstven način moraju biti postavljeni u protokolskim specifikacijama);

– W3C (www consortium) promoviše korištenje WWW razvijajući specifikacije i produkte.

• Dokumenti:o RFC je serija dokumenata koji služe kao oficijelni kanal za

publikaciju Internet standarda i drugih dokumenata (svaka nova verzija je objavljena kao novi RFC: (RFC1: host sotfware 7.4.1969). RFC može sadržati bilo što od formalnog standarda;

96

o Internet standardi (neki RFC imaju tada status STD). Većina standarda obrađuje različite protokole. Dokument mora proći tri faze da bi postao standard: prijedlog, nacrt, standard. Prelazak iz faze u fazu odobrava IESG:

• bilo ko može predložiti standard koji se objavljuje i ostaje u toj fazi 6 mjeseci. Da bi prešao u sljedeću fazu mora imati dvije nezavisne implementacije i dokazanu interoperabilnost;

• nacrt standarda se koristi da bi se utvrdila njegova razumljivost i stabilnost (vrlo često u ovoj fazi ima već i komercijalnu primjenu);

• standard mora biti stabilan sa koherentnom specifikacijom i implementiran u više nezavisnih sistema.

• INTERNET- Protokoli:– TCP/IP su osnovni protokoli, pod čijim generičnim imenom se nalazi

veliki broj različitih protokola;– TCP/IP slijedi logiku slojevitog modela komuniciranja (slično OSI

modelu). Niži slojevi vrše usluge za više slojeve;– TCP/IP model komuniciranja je baziran na tri komponente: PROCESI;

HOST SERVERI i MREŽE.– TCP/IP komunikacija je nekonekcijska;– TCP/IP je rasprostranjeniji od protokola struktuiranih po OSI modelu.

• INTERNET- Protokoli:1. Osnovu čini komunikacija među procesi, koji se izvršavaju na

umreženim host serverima;

2. komparacija između OSI modela i TCP/IP:

97

• IP se nalazi samo u mrežnom sloju i ne posjeduje fizički sloj, IP se prenosi nosećim mrežama, uglavnom drugog sloja OSI modela.

3. sloj pristupnih i nosećih mreža sadrži protokole koji omogućavaju pristup specifičnim nosećim mrežama: Ethernet, X.25, token ring, iznajmljene linije, FR, ATM;

4. zadužen za prenos podataka preko LAN, MAN i WAN mreža.

5. mrežni sloj (sloj 3) sadrži funkcije rutiranja i adresiranja: IP, OSPF;6. IP nema funkcije za povećanje pouzdanosti prenosa (kontrola protoka,

sekvenciranje ili retransmisija).

7. IP zaglavlje:• verzija IP4 ili IP6 izgled zaglavlja i dužina adrese;

98

• IHL dužina zaglavlja;• tip usluge: prioritet datagrama;• ukupna dužina broj okteta u datagramu, maks. 65535 okteta;• identifikacija služi za rekombinaciju nakon fragmentacije;• oznaka izvršene fragmentacije;• TTL vrijeme trajanja datagrama u mreži u sekundama;• protokol specificira IP korisnika (TCP, UDP, RTP isl.);• opcija : različiti oblici suplementarnih usluga.

8. IP procesi:• proces odašiljanja:

1. prima podatke, adresu odredišta i druge parametre od višeg sloja (TCP);

2. kreira zaglavlje datagrama i određuje adresu sljedećeg čvorišta;

3. prosljeđuje datagram i adresu noseće mreže na niži sloj.• proces rutiranja:

1. prima datagram od noseće mreže i čita IP adresu;2. određuje adresu sljedeće noseće mreže;3. prosljeđuje podatke i adresu sljedeće noseće mreže na niži

sloj.• proces prijema:

1. prima datagram od noseće mreže;2. ukljanja IP zaglavlje;3. prosljeđuje podatke specificiranom korisniku (TCP ili UDP).

9. transportni sloj sadrži protokole za host-host komunikaciju TCP ili UDP;10. sadrži funkcionalnosti za kontrolu greške i kontrolu protoka.

11. TCP (transport control protocol) uspostavlja logičku konekciju između različitih procesa (konekcijski protokol)- RFC 793;

99

12. TCP sadrži funkcionalnosti za:1. osnovni prenos podataka (kontinuirani transfer);2. adresiranje i multipleksiranje (adresa porta-nekoliko procesa

treba da simultano koriste TCP u jednom hostu);3. kontrolu protoka (potvrda određenog broja poslanih okteta);4. prioretizacija i sigurnost;5. konekcije: transportni sloj dvaju procesa uspostavljaju konekciju.

13. UDP (user datagram protocol) nudi usluge transmisije sa minimumom obrade, ne postoji garancija prenosa niti sprečavanja duplikacije datagrama, - RFC768;

14. koriste ga DNS (domain mane system) i SNMP, kao i aplikacije realnog vremena;

15. RTP (real-time protocol) koristi UDP za komunikaciju u TCP/IP okruženju, ne može vršiti rezervaciju resursa niti garantovati QoS - RFC 1889.

16. sloj proces:• sadrži različite aplikacione protokole: FTP (STD 9), TELENET (STD

8) , NNTP (RFC 977) , HTTP (RFC 1945), SNMP (STD 15), SMTP, DNS, i sl.

• INTERNET- Protokoli:

100

– H.323 za multimedijalne komunikacije (slika ispod)

– H.323 za multimedijalne komunikacije (slika ispod):1. ostale usluge osim prenosa podataka;2. protokoli za govor video;3. LAN protokoli;4. TCP/IP, UDP/IP

101

− konfiguracija servera (slika ispod)

• INTERNET-pristup Internetu:

1. Internet pristup dijeli transportni medij, frekventni opseg i funkcije koncentracije sa postojećim mrežama (dial-up: PSTN 56 kbps, ISDN 128 kbps, GSM 19.2 kbps). (slika ispod)

2. Internet pristup dijeli transportni medij sa postojećim mrežama (xDSL, kablovska mreža, GPRS) (slike ispod)

102

3. Fiksni Internet pristup TCP/IP paketi se šalju direktno preko određenih nosećih mreža FR, ATM, Ethernet, E1… (preko 2 Mbps) (slika ispod)

• INTERNET- transportne mreže:– koriste se razne noseće mreže i iznajmljene linije za transport IP

datagrama

103

• INTERNET- rutiranje:

– svaki paket se individualno rutira kroz mrežu (nekonekcijska veza):• prednost robusnost,• mana kašnjenje - protokoli za rezervaciju propusnog opsega

RSVP;– dinamično rutiranje - adaptivni algoritam rutiranja (ruter uzima u

obzir promjene u topologiji mreže i u opterećenju mreže);– paket u svom zaglavlju (adresa polazišta i adresa odredišta) nosi

kompletnu adresu na osnovu koje se vrši rutiranje kroz tabele rutiranja;

– svaki host računar i ruter ima vlastitu IP adresu (IPv4 ima 32 bita dugu adresu).

– postoje četiri klase IP adresa:• klasa A 0.0.0.0-127.255.255.255 (pogodna za velike mreže

16 miliona računara)

• klasa B 128.0.0.0-191.255.255.255 (ograničen broj mreža samo za velike mreže)

• klasa C 192.0.0.0-223.255.255.255 (male mreže ispod 256 host računara)

• klasa D 224.0.0.0-239.255.255.255 (za služi za multicast saobraćaj)

– imena domena (domain names) paralelno sa IP adresama radi lakšeg pamćenja;

– DNS (domain name system) upravlja relacijom između IP adrese i imena domene, hijerarhijski organizovanom

104

– ARP (address resolution protocol) se koristi kod LAN mreža za povezivanje IP adrese sa adresom fizičke lokacije računara u lokalnoj mreži;

– ARP koristi metod broadcasting-a (šalje se ARP poruka ka svim računarima, adresirani odgovara svojom lokacijom koja se pohranjuje).

• INTERNET- primjer prenosa HTML dokumenta:

– prenos HTML dokumenta sa servera na LAN mreži prema dial-up korisniku:

http://www.univerzitet.edu/predmeti/tehnologije/PDN.html

105

http://www.univerzitet.edu/predmeti/tehnologije/PDN.html

1. Noseće mreže: različite vrste mreža ( čak i konekcijske) mogu nositi IP saobraćaj. Konekcija izmežu korisnika i PoP-a (PPP point-to-point protocol)

2. IP komunikacija: pošto je IP nekonekcijksa veza ovdje nema faze uspostavljanja, paketi se šalju po principu “best effort”, ako se detektuje greška susjedni slojevi traže retransmisiju.

3. TCP komunikacija: jedna strana započinje konekciju slanjem sinhronizacijske oznake

106

4. DNS komunikacija: prije uspostavljanja http konekcije potrebno je pretvoriti ime domene (www.univerzitet.edu) u IP adresu

5. HTTP komunikacija: http protokol je osnova klijent-server komunikacije (uspostavljanje konekcije prema serveru). HTTP zahtjev identificira resurse koje traži klijent i definiše način korištenja.

107

9.TEHNOLOGIJA KOMUNIKACIJA

• Tehnologije mreža –konvergencijaU istoriji nauke i tehnologije nove spoznaje i novi razvoj vrlo često

nastaju posmatranjem poznatih stvari iz druge i drugačije perspektive. Smatrao sam da bi bilo interesantno novim alatom, razvijenim po uzoru na OSI model, izvršiti opis tehnologija i parametara telekomunikacionih mreža vezanih za topologije tih mreža. Ovako postavljen cilj ne garantuje uvijek i jasnu primjenjivost rezultata jer se, tokom rada, mogu pojaviti neočekivani zaključci vezani i za korišteni alat i za obrađenu materiju.

Stoga je postavljen još jedan, neznatno drugačiji, cilj koji bi mogao imati konkretniju primjenjivost, primjenjivost izvan teoretskih sfera. Paralelno sa pregledom raspoloživih tehnologija uputno je prepoznati dijelove mreže i kritične parametre vezane za topologiju javnih telekomunikacionih mreža iz perspektive zahtjevnosti telekomunikacionih usluga.I na kraju, praktični cilj ovog rada je kratak opis moguće strukture transportne mreže BH Telecom-a.

- Karakteristike osnovnih mreža (su prikazane u narednim tabelama):

108

- Vrste konvergencije:• Konvergencija pružanja usluga• Konvergencija biling sistema;• Konvergencija mreža;• Konvergencija OSS-a;• Konvergencija terminala;• Konvergencija usluga.

- drugačiji pogled na već poznate stvari;- utvrditi elemente i parametre današnjih mreža koji imaju bitan uticaj na

konvergenciju mreža.

Za uspješno razumijevanje filozofije sistema, analizu njegovog djelovanja ili za dizajnirane tog sistema od suštinske važnosti je posjedovanje modela sistema, koji na apstraktan način opisuje karakteristike i mogućnosti sistema ali ne reflektuju niti jednu aktuelnu, realnu variujantu sistema.

Polazeći od osnovnog opisa telekomunikacionoig sistema kojom je definisana usluga kao niz zajedničkih atributa izvora informacija (priroda informacije, mehanizam prezentacije, algoritam procesiranja, itd.); komutator kao distributivna sposobnost komunikacionog sistema (višestruko i inteligentno usmjeravanje, pohranjivanje, transformacija oblika, dinamičko i statističko procesiranje) i transportna sposobnost komunikacionog sistema (brzina, kapacitet, domet, raspoloživost, pouzdanost, itd.) definisan je slojeviti model komunikacionog sistema. Osnovna ideja takvog modela sastoji se u tome da je uloga svakog sloja da ponudi uslugu sljedećem sloju sistema. Svaki dio komunikacionog sistema vodi brigu samo o svom dijelu ukupnog sistema.

Ovako definisani model sadrži niz pravila koja vrijede za referentne slojevite mreže definisane prema OSI modelu, i u radu je provjeren na kompatibilnost sa OSI modelom (fizički sloj OSI modela odgovara sloju transporta; data i network sloj OSI modela koji objedinjuju funkcije kontrople tok, transfer usluga, rutiranje poziva, multipleksiranje kanala odgovara sloju usmjeravanja; I ostali slojevi OSI modela odgovaraju sloju

109

usluga našeg referentnog modela). kao i na primjenjivost modela na TCP/IP i telefonsku vezu.

Na takav način može se zaključiti da izvedeni model na zadovoljavajući model i sa primjerenim stepenom apstrakcije može opisati bilo koji telekomunikacioni sistem a da je slojevita organizacija sistema imanentna telekomunikacionim sistemima. Međutim, slojeviti model treba prihvatiti kao koristan alat i okvir ali ne kao svetu knjigu.

Referentni model:

Područje interesovanja:• definisano ciljevima konvergencije mreža;• ograničeno objektima konvergencije;• omeđeno tehnologijama dodirnih područja.•

Područje interesovanja svodi se na noseće platforme transportne mreže (sloj usmjeravanja).

110

Omeđeno tehnologijama dodirnih područja (privatne mreže, računarske mreže, protokoli, signalizacije, interface-i, tehnike prenosa i komutiranja, proizvodi, itd.).

Uvažavajući ciljeve konvergencije kao bitne ciljne elemente uz činjenicu da korisnik kupuje usluge a ne tehnologije, te nakon (kroz sve slojeve referentnog modela) provedene analize objekata konvergencije, područje interesovanja ovog rada svodi se na noseće platforme transportne mreže (sloj usmjeravanja). Dakle, suština konvergencije leži u obezbjeđenju noseće platrofme transportne mreže.

Realizacija sloja usmjerenja transportnih mreža zavisi od servisne logike izabrane noseće platforme. Ovaj sloj transportnih mreža između mogućih nosećih platformi treba da ponudi noseće platfrome na bazi komutacije krugova, ATM ćelija, odnosno IP paketa mapiranih na optičke sisteme prenosa.

Potreba za izgradnjom nove transportne mreže leži u zahtjevu za multiservisnošću:

• potreba korisnika za novim uslugama dodate vrijednosti;• potreba za širim opsegom;• potreba za povećanjem efikasnijeg iskorištenja raspoloživog

kapaciteta;• smanjenje troškova operiranja mrežom.

Tehnološke pretpostavke:• izgradnja konvergentne platforme na topologiji NGN-a;

tehnički uslovi:• potpuna digitalizacija;• odvojeni putevi za prenos signalizacije i korisničkih

informacija;• kompresija govornih i video informacija;• paketizacija kompresovanih signala.

Tehnološka rješenja usluga i mreža (distribucija funkcija sistema) primjenjena u svijetu još od polovine 90-tih imaju uticaja na izgradnju topologije NGN-a.

111

Paralelno sa razvojem tehnologija elemenata mreže razvijale su se i telekomunikacione usluge različite po svojoj prirodi (govor, podatak, pokretna slika). Ili je to, možda, bilo obratno uslovljeno: paralelno sa razvojem telekomunikacionih usluga razvijale su i tehnologije elemenata mreža? Bez obzira na redoslijed tehnološkog razvoja, sa sigurnošću se može tvrditi da karakteristike telekomunikacionih usluga, proistekle iz njihove prirode (osjetljivost na kašnjenje; osjetljivost na varijaciju kašnjenja; osjetljivost na gubitke dijela informacije; zahtjevnost za širinom propusnog opsega; itd.), značajno utiču na topologiju mreže.

Zbog uticaja prirode usluge na topologiju mreža za svaku vrstu usluge, u početnoj fazi njenog razvoja, razvijena je posebna mreža i njoj primjerena topologija. Takav način pružanja telekomunikacionih usluga niti je komforan za korisnike (jer oni imaju prirodni interes da na jednom priključku, putem jednog terminala zadovolje sve svoje potrebe komuniciranja i da za to, po mogućnosti dobiju jedan račun), niti je ekonomičan za operatore (jer je iskoristivost pojedinačnih mreža niža, dok su troškovi ukupnog održavanja i izgradnje viši). Potencijalno rješenje ovih problema leži u konvergenciji mreža i usluga zasnovanoj na distribuciji infrastrukture.

Evolucija ka konvergentnim strukturama javnih mreža:

112

NGN struktura mreže: (naredne 2 slike)

SIP: Session Initiatation Protokol• Sljedeći iskorak u konvergeniciji IP komunikacija;

113

• Omogućava standardiziran pristup za uspostavljanje IP komunikacije između različitih uređaja i aplikacija;

• peer-to-peer multimedijalni siganizacioni protokol integrisan sa ostalim Internet servisima;

• Funkcije koje omogućavaju interoperabilnost i slobodu razlikovanja na aplikativnom nivou;

• osnovni elementi SIP sistema su korisnički agent (user agent) i proxy server

• SIP je atraktivan signalni standard jer može uspostaviti i kontrolisati sesiju između aplikacija neovisno od vrste medija ili funkcije koju aplikacija obezbjeđuje;

• SIP je neovisan u odnosu na transportne protokole (UDP; TCP; STCP, itd.);

• SIP ne osigurava QoS funkcionalnosti, on te funkcije osigurava u saradnji sa drugim protokolima;

• SIP je neovisan u odnosu na bilo koji sigurnosti protokol (IPSec, TLS, itd.);

• SIP je peer-to peer , ne IP-to PSTN kontrolni protokol kao što je H.248;

• SIP omogućava metod za kontrolu sesije, ali ne specificira aplikacije i usluge koje koriste tu sesiju SDP (Session Description Protocol) vodi računa o uslugama i aplikacijama.

• Cilj konvergencije je multiservisna mreža koja zadovoljava:1. transparentnost i fleksibilnost;2. modularnost i otvorenost;3. nelimitiranost brojem čvorišta i prostorna neograničenost;4. propusnost i ekonomičnost;5. otpornost na prekide;6. neosjetljivost u odnosu na gomilanje.

114

• (7-16 dodate iz Note-a u prezentaciji)

7. transparentnost za sve usluge i tehnologije;8. fleksibilnost u odnosu na razvoj;9. modularnost u smislu zamjene tehnoloških rješenja;10. nelimitiranost brojem čvorišta;11. prostorna neograničenost po dometu i arhitekturi;12. propusnost za usluge realnog vremena;13. ekonomičnost u odnosu na iskoristivost raspoloživog

ospega;14. otpornost na prekide;15. neosjetljivost u odnosu na gomilanje;16. otvorenost za povezivanje sa drugim mrežama.

Objekti konvergencije:- Mreža portala koja nudi teleusluge; - Pristupne mreže kao podskup funkcija ukupne mreže koje

omogućavaju povezivanje korisnika;- Transportna mreža koja se sastoji od prenosnog medija, prenosne

platforme, i medija gateway-a.

Paralelno sa razvojem tehnologija elemenata mreže razvijale su se i telekomunikacione usluge ili je to bilo obrnuto: paralelno sa razvojem usluga razvijale su se tehnologije elemenata mreže. Bilo kako bilo sa sigurnošću se može tvrditi da karakteristike tk. usluga proistekle iz njihove prirode (osjetljivost na kašnjenje, na varijaciju kašnjenja, na gubitak dijela informacija, zahtjevnost na širinu propusnog opsega, itd.) značajno utiču na topologiju mreže. Zbog uticaja prirode usluga na topologiju mreže i primjenjene tehnologije za svaku vrstu usluga razvijale su se zasebne mreže i njima primjerene topologije.

Trend savremenih telekomunikacionih mreža je konvergencija mreža i usluga, tako su objekti konvergencije:

- Mreža portala koja nudi teleusluge (sa stanovišta korisničke logike to su: glas, podatak, video, i multimedija. Sa stanovišta tehničke logike

115

to su: osnovne, suplementarne, i usluge dodate vrijednosti). Rayvoj tehnologija u mreži portala nužno ne vodi ka stvarnoj konvergenciji pa će različita tehnološka i njima primjerena topološka rješenja u mreži portala još dugo biti suplementarna.

- Pristupne mreže kao podskup funkcija ukupne mreže koje omogućavaju povezivanje korisnika na prenosnu mrežu u najširem smislu i sadrže interfelse i protokole povezivana TE na CE. Nužno je obezbijediti sve interfejse i protokole te će različite tehnologije i pored očite konkurentnosti još uvijek koegzistirati u ukupnoj mreži.

- Transportna mreža koja se sastoji od prenosnog medija, prenosne platforme, i medija gateway-a kao sučelja prema mreži portala i pristupnoj mreži. Ove mreže svojim tehnologijama definišu topologiju multservisne mreže - petljasta topologija na optičkim kablovima.

• Kritični parametri:1. Problem N2 - saobraćajni inženjering;2. priroda informacija - QoS ili CoS;3. ukupna brzina mreže - povećanje kapaciteta usmjeravanja.

1. Problem N2

• Teorija grafova: n=N*(N-1)/2• uticaj broja N na topologiju mreže,• uticaj količine saobraćaja na topologiju mreže.

Minimiziranje problema N2 postiže se primjerenom topologijom mreže i uz primjenu saobraćajnog inženjeringa.

Iz klasične teorije grafova poznato je da je broj linija potrebnih da poveže N čvorišta mreže proporcionalan kvadratu broja čvorišta. Za veliki broj čvorišta broj linija limitira vrijednosti N2 (N - kvadrat) što može imati ogroman uticaj na topologiju mreže i na troškove pružanja usluge.Sa stanovišta problema “N-kvadrat” pojam čvorišta kod telefonske mreže, zbog samo jedne usluge, jasno je definisan. To je broj telefonskih linija; ne telefona. U tipičnoj telefonskoj mreži na liniju su vezani telefoni koje uglavnom koriste ljudi ograničeni na jednu istovremenu konverzaciju, tako da je rast broja linija u klasičnoj telefonskoj mreži ograničen brojem ljudi. Međutim, pojam čvorišta kod Internet mreže (Internet je danas druga dominantna masovna usluga sa eksponencijalnim rastom) nije jednostavno definisati. S obzirom da čvorište (računar) u Internet mreži može imati više simultanih konekcija, broj “N” ne odražava broj čvorišta u fizičkom smislu riječi (računare priključene na mrežu) nego “N” odražava broj istovremenih konekcija podržavanih na tim računarima.

Povećanje broja čvorišta N može imati značajan uticaj na topologiju mreže čak i kad je ponuđeni saobraćaj ostao nepromijenjen. Pod ponuđenim saobraćajem u ovom smislu se podrazumijeva prosječan volumen bita generisan od strane korisnika. Sa povećanjem broja čvorišta “N” potrebno povećati interkonekcijski potencijal čvorišta u funkciji kvadrata broja čvorišta. Važno je napomenuti da čak ako ponuđeni saobraćaj (broj paketa u sekundi) ostane isti, povećanje broja N (broj TCP ili UDP sesija) će izazvati povećanje broja konekcija.

116

Sa povećanjem saobraćajnog opterećenja potrebno je propusnu moć mreže povećati proporcionalno aktuelnom korištenju. Internet ima jednu veliku prednost koja se sastoji u organizaciji vodova pridruženih čvorištu (connectionless). Kao rezultat takve organizacije na Internetu “propusni opseg” na vodu nije rezervisan sa jednu vezu kao kod tradicionalne mreže vodova pridruženih vezi (connection-oriented). S obzirom da nije moguće precizno predvidjeti vrijeme pojedinačne konekcije nužno je da mreža, u cilju sprečavanja zagušenja, bude dimenzionisana sa određenom rezervom na svakom linku. Propračun potrebne rezerve bazira se na teoriji čekanja uzimajući u obzir i druge faktore vezane za fenomen “N-kvadrat”. Tradicionalne mreže govornih usluga sa hijerarhijskom aplikacijom; visokim procentom lokalnog saobraćaja i visokom efikasnošću multipleksiranja posjeduju sposobnost minimiziranja efekata fenomena “N-kvadrat”. Pošto Internet mreža nema takvih mogućnosti fenomen “N-kvadrat” utiče da je efikasnost Internet mreže (kao reprezenta potpune petljaste topologije) relativno niska.

Uticaj na hijerarhijsku organizaciju topologije: u telefonskom saobraćaju koji slijedi Poissonovo raspodjelu postiže se veća efikasnost multipleksiranja (stepen 1/N), dok kod Interneta nema grupne raspodjele što uslovljava veći broj portova (N).

U radu se vidi da različite organizacije logičkih topologija, kao što je MPT kao revrezibilno stablo kod IP Navigatioa, utiču na minimiziranje problema N-kvadrat svodeći ga na N potrebnih konekcija ili kod sistema ARIS na još manji broj zbog agregacije saobraćajnih tokova.

• Saobraćajni inženjering:– princip saobraćajnog inženjeringa:

• saobraćaj se postavlja tamo gdje ima raspoloživog propusnog opsega;

– ciljevi saobraćajnog inženjeringa:• resursno orjentisani,• saobraćajno orjentisani.

Prikladan alat za balansiranje saobraćajnog opterećenja na linkovima, ruterima i komutacijama.

Osnovni zadatak saobraćajnog inženjeringa je mapiranje telekomunikacionog saobraćaja na postojeću fizičku topologiju mreže. Na taj način može se ekonomizirati raspoloživim propusnim opsegom mreže.

Saobraćajni inženjering formuliše pravila kontrole, nadgledanja mreže i primjenjuje kontrolne funkcije koje sadrže: modifikaciju parametara rutiranja, modifikaciju parametara upravljanja saobraćajem, i modifikaciju atributa i zadatih ograničenja vezanih za resurse. Dakle princip saobraćajnog inženjeringa svodi se na postavljanje saobraćaja tamo gdje ima raspoloživih resursa mreže: dovoljno propusnog opsega.

Ciljevi saobraćajnog inženjeringa mogu biti klasificirani u dvije kategorije:- saobraćajno orjentisani ciljevi među koje spadaju: minimiziranje

gubitka paketa; minimiziranje kašnjenja; i ispunjenje elemenata SLA (Service Level Agreements);

117

- resursno orjentisani ciljevi vezani za minimizaciju gomilanja .

• Priroda informacija:Govor, podaci, i pokretna slika postavljaju različite zahtjeve prema mreži:

- osjetljivost na kašnjenje;- osjetljivost na varijaciju kašnjenja;- osjetljivost na prosječnu dinamiku grešaka.

Potencijalno rješenje leži u dodjeljivanju odgovarajućeg stepena prioriteta (resursa mreže) svakoj usluzi na osnovu QoS ili CoS.

Sve mreže izgrađene na pobrojanim platformama: komutaciji krugova, komutaciji paketa u obliku ATM ćelije ili IP datagramu, mogu omogućiti prenos bilo kojeg tipa usluge. Ali sve su optimizirane prema karakteristikama samo jedne usluge.

Parametri kvaliteta usluge:- kašnjenje (delay): ukupno vrijeme potrebno da se paket prenese od

predajne od prijemne strane;- varijacija kašnjenja (delay variation): variranje u vremenu prispjeća

pojedinih paketa istog saobraćajnog toka;- pouzdanost (loss ratio): prosječna dinamika grešaka, odnosno odnos

između broja paketa koji su pristigli na odredište i mogu se iskoristiti (nemaju grešaka) i broja paketa koji ili nisu pristigli ili su pristigli u neiskoristivom obliku ;

Prioretizacija se postiže zahvaljujući postojanju zajedničke referentne tačke za sve usluge na ulazu u noseću platformu, što omogućava diferencijaciju tipa i kvaliteta usluge koja se želi proslijediti korisniku.

QoS ili CoS- Sposobnost mreže da obezbijedi zahtijevani tretman za specifični

saobraćajni slučaj;- Razlika između QoS i CoS - kako a ne kakav kvalitet se obezbjeđuje;- sprečavanje gomilanja u redovima čekanja: eksplicitni i implicitni

QoS.

118

Pod kvalitetom usluge podrazumijeva se sposobnost mreže da obezbijedi zahtijevani tretman (definisan parametrima kvaliteta) za specifičan saobraćajni sadržaj generisan jednom određenom aplikacijom ili pak generisan od više različitih aplikacija ali sa međusobno identičnim zahtjevima za kvalitetom.

Klasa usluga (CoS - Class of Services) generalno se koristi kod opisivanja paketskih mreža, pri čemu se parametri kvaliteta specificiraju unutar čvorišta.

Kvalitet usluge (QoS – Quality of Service): zahtjevi za kvalitetom se specificiraju za saobraćajni sadržaj (flow) ili za određenu vezu. Zbog ovakvog pristupa neophodna je signalizacija između čvorišta, a resursi mreže pridružuju se u skladu sa saobraćajnim sadržajem.

Razlika između CoS i QoS nije, dakle, u tome kakav se kvalitet obezbjeđuje nego kako se on obezbjeđuje. Postoje samo dva puta da se utvrdi da li je prenosni put dosegao zahtjeve kvaliteta za određenu vezu (pomoću signalizacije ili pomoću servera za odlučivanje-policy server).

Da bi se mogao garantovati dogovoreni propusni opseg, komutacije i ruteri moraju biti u stanju podržati prioretizaciju u redovima čekanja na obradu, i ponuditi garanciju da u redovima čekanja neće biti gomilanja. Nažalost, mnogi proizvođači nude prioretizaciju u redovima čekanja ali nisu u stanju spriječiti gomilanje u redovima čekanja. Zbog toga je razvijeno nekoliko protokola koji pokušavaju riješiti ovaj problem.

- Ekspicitni QoS kod kojeg aplikacije imaju mogućnost da zahtijevaju određeni nivo kvaliteta usluge. Od komutacija i rutera se očekuje da na raspolaganje stave sve resurse da bi se obezbijedio zahtijevani kvalitet. RSVP (Resource Reservation Protocol) je jedan od primjera takvog protokola.

- Implicitni QoS kod kojeg komutacije i ruteri na osnovu kriterija postavljenih od administratora mreže automatski dodjeljuju QoS resurse (npr. propusni opseg). Ovi kriteriji sadrže jedan od sljedećih elemenata: tip aplikacije, adresu logičkog porta, identifikator protokola, itd. ili bilo koju njihovu kombinaciju. DiffServ (Differential Service Working Group) i ATM su primjeri takvog protokola.

• Ukupna brzina mreže:- cijena realizacije QoS-a plaća se ukupnim propusnim opsegom;- kapacitet optičkih sistema u topologiji tačka-tačka do 20 Tbps;

119

- kapacitet (brzina) usmjeravanja je limitirajući faktor.Sloj usmjeravanja nosećih konvergentnih platformi je kritični faktor izbora odgovarajuće platforme.

Srodne tehnologije i protokole moguće je koristiti za prenos i govora i slike, ukoliko je moguće povećati kapacitet mreže (prenosni i komutacioni) do te mjere da nema potrebe da se različite usluge “bore” za raspoloživi propusni opseg; te da, stoga, nema ni kašnjenja (tehnološki uslov za konvergenciju). U tom slučaju nisu potrebne garancije kvaliteta niti ima potrebe za rezervnim resursima u mreži.

Današnji optički sistemi, u konfiguraciji tačka-tačka, imaju kapacitet nekoliko tetrabita po sekundi. Dakle, limitirajući faktor nije propusni opseg prenosnog sistema nego kapacitet (brzina) rutiranja kod rutera koji su danas komercijalno dostupni.

• Konvergentne platforme:1. jednoslojne platforme (TDM, ATM, IP);2. višeslojne platforme (IP komutacija, Tag komutacija, IP Navigator,

ARIS, MPLS).Multiservisnost i kritični parametri (CoS i saobraćajni inženjering) -

uzroci razvoja konvergentnih platformi ali i mjerila za njihovu komparaciju.Klase usluga CoS te raspodjela i upravljanje saobraćajem (traffic engineering ) osnovne su aplikacije vezane za konvergentne platforme i istovremeno imaju funkciju mjerila za međusobnu komparaciju konvergentnih platformi.

Multisevisnost ukazuje na potrebu razvoja konvergentnih platformi i njima primjerenih topologija.

Konvergentne platforme možemo sistematizovati u jednoslojne ( Radi se o platformama zasnovanim na ili trećem, mrežnom, sloju OSI modela (kao što je IP) ili na drugom, link, sloju OSI modela ( kao što je ATM)), i višeslojne platforme koje uglavnom pokrivaju drugi i treći sloj OSI modela u cilju sinergijskog objedinjavanja prednosti platfromi izgrađenih na jednom od ovih slojeva i postizanja multiprotokolskih i multiservisnih platformi.

1. Jednoslojne platforme: TDM konvergentni model:

- fiksna kanalska pozicija - nizak nivo saobraćajnog inženjering;- ograničen CoS- usluga realnog vremena;- niska iskoristivost propusnog opsega.-

120

Konvergentna mreža predstavlja tehnologiju koja definiše mehanizam za simultano komutiranje i simultani prenos različitih tipova informacija. Razmatranje funkcionisanja jednoslojnih konvegrentnih platfromi, u ovom radu, vršeno je iz ugla našeg referentnog modela i ograničava se na funkcije sloja usmjeravanja transportnih mreža. Podaci i govor multipleksiraju se na isti transportni sistem.

S obzirom da je svaka kanalska pozicija unutar okvira permanetno dodijeljena određenom ulazu (vezi), u TDM-u nije potrebno pohranjivati podatke o identifikaciji informacije tokom njenog propagiranja kroz mrežu, što pojednostavljuje kompleksnost ove platfrome ali istovremeno smanjuje mogućnosti saobraćajnog inženjeringa kao jednog od osnovnih komparativnih elemenata konvergentnih platformi zbog potrebe procesa potpunog demultipleksiranja okvira u cilju izdvajanja kanala niže brzine (hijerarhijske vrijednosti: 64 kbps…).

TDM je razvijen za digitalni govor i nepraktičan za prenos podataka jer je saobraćaj podataka nepredvidiv po količini i vremenu nastanka, dok saobraćaj prirode govora slijedi Poissonovo raspodjelu. Prilagodljiv većem broju topologija.

• ATM konvergentni pristup:- kombinuje najbolje osobine TDM-a i statističkog multipleksiranja;- sofisticirane QoS osobine - pet tipova virtualnih krugova;- relativno visok nivo saobraćajnog inženjeringa - virtualni krugovi;- slaba iskoristivost opsega;- izražen problem N2.

ATM tehnologija koja kombinuje najbolje osobine TDM-a i statističkog multipleksiranja. Kao i kod TDM-a, osnovna ćelija prenosa je fiksne veličine. S druge strane, kao i kod statističkog multipleksiranja ćelija može, tokom veze, mijenjati vremenski odsječak s obzirom da svaka ćelija sa sobom tokom cijelog puta nosi vlastitu identifikacijsku oznaku. I na kraju,

121

tehnologija je asinhrona jer brzina kojom informacija ulazi u ATM mrežu ne mora biti jednaka brzini kojom se ti podaci prenose kroz mrežu.

ATM definiše QoS-e koji rezultiraju u pet različitih tipova virtualnih krugova zbog čega ATM može da opslužuje saobraćaj svih vrsta telekomunikacionih aplikacija. U ATM mrežama za svaku uslugu i za svaku destinaciju kreira se virtualni krug pri čemu klasa usluge (CoS) i odgovarajući propusni opseg odgovaraju tom tipu usluge.

ATM je tehnologija ostvarena na virtualnim (permanentni i komutirani) krugovima i podržava vodove pridružene vezi (connection-oriented). Pošto je ATM baziran na virtualnim krugovima, on u suštini podržava fleksibilan saobraćajni inženjering što ga čini pogodnim za konvergentne mreže velikih količina saobraćaja.

Ovdje se rezerviraju resursi mreže i onda kada nema prenosa korisnog saobraćaja što ukupnu mrežu čini nedovoljno efikasnom. Tome treba dodati slabu iskoristivost opsega zbog relativno veliko zagljavlje u odnosu na dužinu ćelije.

• IP konvergentni modeli:

1. IP preko ATM-a- velika efikasnost mreže -nekonekcijske veze;- dobra iskoristivost opsega - nefiksirana dužina paketa;- ATM nivo saobraćajnog inženjeringa;- dvostruki menadžment - dodatni troškovi.

Većina ISP mreža izgrađena je na modelu kod kojeg se logička, IP usmjeravana, topologija prenosi preko topologije komutacija drugog sloja OSI modela (ATM ili FR) i, istovremeno je neovisna od tih topologija komutiranja. Komutacije drugog sloja obezbjeđuju veze velikih brzina, dok IP ruteri na krajevima transportne mreže, petljasto povezani pomoću

122

virtualnih krugova, obezbjeđuju inteligenciju prosljeđivanja IP datagrama. Osnovni problem kod takvog pristupa leži u kompleksnosti mapiranja dviju različitih arhitektura (usmjeravanje i adresiranje) i konfiguracija. IP konvergencija podrazumijeva da se sve usluge prezentiraju kao IP paketi (ili će biti konvertovani u IP paket ili ubaćeni (enkapsulirani) u IP paket), dok je ATM, s druge strane, dobra transportna tehnologija za prenos IP paketa.Kada IP operira preko ATM-a, IP ruteri međusobno komuniciraju putem PVC kanala koji su konfigurisani kroz ATM fizičku topologiju. PVC-i funkcionišu kao logički krugovi omogućavajući konekciju između rutera. Ruteri nemaju direktnu informaciju o fizičkoj topologiji ATM infrastrukture.

- ATM komutacije omogućavaju brže interface-e i bitno veći ukupni propusni opseg.

- model IP preko ATM-a izaziva dodatne administrativne troškove, povećava troškove prateće opreme, pruža nižu stabilnost operiranja zbog kompleksnosti mreže, zahtijeva dvostruki menadžment mreža (ATM infrastrukture i logičkog IP-a), itd..

- ATM interface sa tehnološkog aspekta nije usaglašen sa razvojem propusnog opsega na SDH tehnologijama. Trenutno je komercijalno dostupan samo OC-12 (622 Mbps) ATM ruter interface, dok je istovremenu na raspolaganju OC-196 (20 Gbps) SDH ruter interface.

- na već iole zavidnoj veličini mreže pojavljuje se problem N-kvadrat (problemaztizira se mapiranje novih PVC-a na postojeću fizičku topologiju).

-

2. Čisti IP:- prenos IP preko SDH: topologija tačka-tačka i brzina na uštrb

QoS-a i saobraćajnog inženjeringa;- prenos IP datagrama preko DWDM-a - nema borbe za propusni

opseg.Razvoj jednoslojnih konvergentnih platformi na nekoliko slojeva: SDH, ATM, i “paket preko” tehnologijama.

Ograničenja utvrđena kod IPoATM uslovila su razvoj tehnoloških rješenja koja poboljšavaju IP rutiranje, uključujući i RSVP (Resource Reservation Protocol), omogućavajući pri tome izgradnju SVC-a bez oslanjanja na ATM ili Frame Relay. U biti virtualni krugovi se konstruišu na

123

trećem sloju bez oslanjanja na protokole drugog sloja OSI modela. Ovaj čisti IP konvergentni model (konvergencija na trećem nivou) omogućava logičke topologije između IP rutera na bazi tačka-tačka topologije. Paket preko SDH-a (POS) je tehnologija koju danas, često, koriste mnogi ISP iako ona omogućava samo tačka-tačka topologiju bez sposobnosti saobraćajnog inženjeringa. Dakle, primjena POS-a je relativno ograničena: prenos podatka što većom brzinom na uštrb QoS-a i saobraćajnog inženjeringa što bitno ograničava njeno korištenje kao sveobuhvatne konvergentne platforme.

Srodne tehnologije i protokole moguće je koristiti za prenos i govora i slike, ukoliko je moguće povećati kapacitet mreže (prenosni i komutacioni) do te mjere da nema potrebe da se različite usluge “bore” za raspoloživi propusni opseg; te da, stoga, nema ni kašnjenja (tehnološki uslov za konvergenciju). U tom slučaju nisu potrebne garancije kvaliteta niti ima potrebe za rezervnim resursima u mreži. Sa tehnološkim razvojem DWDM-a, koji omogućava veliki broj simultanih kanala na jednom optičkom vlaknu, realno se otvara mogućnost da buduće mreže neće poznavati problem: “potrebe za borbom za propusni opseg”. Što znači da neće biti potrebe da se vodi računa o QoS-u.

Naravno, ovaj metod konvergentnih IP platformi, koji koristi DWDM prenosni sistem još uvijek je tehnologija budućnosti s obzirom na nekoliko neriješenih problema:

- današnji IP ruteri koji su povezani uređajima na bazi električnog multipleksiranja (ATM, SDH) nisu sposobni da iskoriste sve prednosti DWDM prenosnih sistem;

- direktno povezivanje IP rutera na optičke talasne dužine zahtijeva kreiranje datagrama virtualnih krugova koji funkcionišu na sloju mreže (trećem sloju).

- čak ni kod DWDM-a ne postoji dovoljno svjetlosnih puteva za permanentno obezbjeđenje talasnih dužina između rutera u potpuno petljastoj mreži. Zbog toga će biti potrebna određena vrsta protokola za komutiranje optičkih tokova između rutera na dinamičkoj osnovi.Potrebno riješiti nadzor pojedinačnih talasnih dužina, otkrivanje i

izoliranje grešaka vezanih za talasne dužine, razvoj paketskih komutacija, razvoj odgovarajućih protokola da bi IP preko WDM-a postao realnost.

2. Višeslojne platforme: 1. Objedinjavanje funkcija drugog i trećeg sloja OSI modela;2. IP komutacija, Tag komutacija, IP navigator, ARIS, MPLS;3. zajedničke karakteristike:

1. razdvajanje komponenti funkcije kontrole od funkcije prosljeđevanja;

2. algoritam prosljeđivanja baziran na izmjeni labela.

124

Jednoslojne konvergentne platforme u stanju su realizirati osnovni cilj konvergencije: transparentan prenos za sve telekomunikacione usluge; ali niti jedna u dovoljnoj mjeri ne zadovoljava potrebe mreža nove generacije: dovoljnu skalabilnost mreže, te poželjan odnos cijene elemenata mreže i performansi koje ta mreža pruža. U biti ideja višeslojne komutacije leži u identificiranju saobraćajnog toka na trećem niovu i, nakon što je tok identificiran i njegova destinacija jednoznačno određena, paketima datog saobraćajnog toka više nisu potrebni procesi trećeg sloja (oni se preskaču) pa se sobraćajni tok komutira direktno na drugom sloju. Višeslojne komutacije kao konvergentne platforme, koje objedinjuju sve dobre performanse tehnologije rutiranja i komutiranja saobraćaja (saobraćajni inženjering i QoS), su, s obzirom na današnje stanje tehnološkog razvoja, zadovoljavajući produkt.

Sve višeslojne komutacije sastavljene su od dvije međusobno razdvojene funkcionalne komponente: kontrolna komponenta i komponenta prosljeđivanja . Kontrolna komponenta koristi standardne protokole rutiranja (OSPF, IS-IS, i BGP-4) za razmjenu informacija o stanju topologije i performansi mreže u cilju izgradnje i održavanja tabela usmjeravanja (“forwarding tables”). Kada paket pristigne u čvorište (ruter) komponenta prosljeđivanja, ta druga osnovna funkcionalna komponenta, pretražuje tabelu usmjeravanja u cilju donošenja odluke o načinu rutiranja svakog pristiglog paketa.

Komponentna prosljeđivanja kod svih višeslojnih komutacija bazirana je na algoritmu koji funkciju prosljeđivanja obezbjeđuje metodom izmjene labela duž puta. To je isti algoritam koji se koristi za prosljeđivanje podataka kod ATM i Frame Relay komutacija.

Algoritam izmjene labele sa sobom nosi nekoliko sljedećih prednosti u odnosu na konvencionalni metod rutiranja na trećem (mrežnom) sloju po principu “hop-by-hop”:

- obezbjeđen je velik stepen fleksibilnosti jer je moguće, pored konfiguracije FEC-a na bazi odredišne adrese (kako se to radi kod konvencionalnog IP prosljeđivanja), izvršiti konfiguraciju FEC-a na bazi: tipa aplikacije, mjesta ulaska u mrežu, mjesta izlaska iz mreže, CoS-a sadržanog u zaglavlju, adrese izvora podataka, ili bilo koje kombinacije gornjih performansi;

125

- omogućena je konfiguracija LSP-a po zahtjevu u cilju podrške specifičnih zahtjeva pojedinih aplikacija. LSP može biti dizajniran tako da minimizira broj čvorišta, obezbijedi zahtijevanu širinu propusnog opsega duž cijelog puta, podrži posebne performanse, zaobiđe potencijalne tačke gomilanja, i usmjerava saobraćaj preko unaprijed određenih linkova i čvorišta;

- omogućeno je prihvatanje bilo kojeg tipa korisničkog saobraćaja; njegovo pridruživanje određenom FEC-u; i mapiranje FEC-a na LSP koji može ispuniti zahtjeve datog FEC-a. Razvoj tehnologija koje, za prosljeđivanje paketa, koriste algoritam izmjene labela omogućava ISP-ovima detaljnu kontrolu protoka saobraćaja kroz njihovu mrežu.

Funkcionalne komponente višeslojnih platformi:

Arhitektura IP komutacije:

MPLS (Multiprotocol Label Switching):- posljedni korak u evoluciji višeslojnih komutacija baziranih na

topologiji;- prednosti:

1. eksplicitne rute;2. VPN;3. multiprotokol i multilink;4. podržavanje svih vrsta saobraćaja;

126

5. modularnost;6. rutiranje unutar domene.

Koristeći MPLS kao transportnu konvergentu platformu, operatori mrežom imaju na raspolaganju sljedeće pogodnosti:1. Eksplicitne rute: eksplicitno rutirani LSP-ovi su mnogo efikasniji nego

rute vezane za destinacije kao kod konvencionalnog IP-a. Eksplicitne rute omogućavaju određene funkcionalnosti potrebne za saobraćajni inženjering. Ova vrsta ruta pogodna je i za tunelisanje pri čemu tuneli mogu prenositi bilo koji tip saobraćaja o kojem su se prethodno usaglasili izlazi tunela, s obzirom da unutrašnji LSR-i vide samo MPLS labele.

2. Virtualne privatne mreže: VPN je u biti emulacija privatnih mreža preko javne mreže na način da svaki korisnik ima osjećaj da prenosi svoje informacije preko privatne mreže obezbjeđujući: sigurno, pouzdano, i predvidivo ponašanje takve mreže. Operatorova infrastruktura je “virtuelizirana” u cilju postizanja operiranja više neovisnih i nevidljivih mreža. MPLS labela se koristi da izolira saobraćaj između (i unutar) VPN-a.

3. Multiprotokolarni i multilink rad: Komponenta prosljeđivanja kod labelnih komutacija ne zavisi od protokola link sloja; dakle, podržava multiprotokolarni rad. Labelna komutacija može raditi preko bilo kojeg protokola drugog (link) sloja (iako je inicijalno taj rad predviđen preko ATM-a).

4. Modularnost razvoja: Zbog jasne odvojenosti između kontrolne komponente i komponente prosljeđivanja, svaka od ovih komponenti, za potrebe poboljšanja svojih funkcija, može se razvijati neovisno od druge komponente a da pri tome proces redizajna jedne komponente ne proizvodi posljedice po rad druge komponente.

5. Rutiranje unutar domene: Labelne komutacije omogućavaju jasnu podjelu između procesa rutiranja unutar domene i procesa rutiranja među domenama. Ovim se povećava skalabilnost procesa rutiranja sa jedne strane, i stvaraju se uslovi za prenos veće količine tranzitnog saobraćaja, s druge strane.

6. Podržavanje svih tipova saobraćaja: MPLS podržava sve tipove prosljeđivanja: unicast; unicast sa tipom usluge; i mulitcast pakete. Kod labelnih komutacija moguće je IP zaglavlje kriptovati tako da je, za LSR, vidljiva samo labela (polazna i odredišna adresa nisu vidljive u tranzitu). I dodatno labelne komutacije podržavaju QoS atribute tako da može biti definisano više pristupnih tipova.

127

Zaglavlje MPLS-a, dužine 32 bita, sadrži:- labelno polje (dužine 20 bita) nosi aktuelnu vrijednost labele,- CoS polje (dužine 3 bita) može svojim sadržajem uticati na algoritam

čekanja i eliminisanja koji se primjenjuje na dati paket za vrijeme njegovog prenošenja kroz mrežu,

- S polje (dužine 1 bita) podržava hijerarhijski stog labela što omogućava primjenu aplikacija kao što su: saobraćajni inženjering; virtualne privatne mreže; brzo rerutiranje linka; eleminacija čvora u smetnji; itd,

- TTL (Time-to-Live) polje (dužine 8 bita) omogućava standardnu IP TTL funkcionalnost čime se sprečava saobraćajna petlja.

Prednosti MPLS-a:- pružanje novih usluga, - kontrolisanje troškova mreže, - bolji nivo osnovnih usluga.

Multiplotokolarna labelna komutacija:

Višeslojne platforme:- bazirane na topologiji;- bazirane na saobraćaju;- rutiranje na transportnoj mreži;- izmjena labela u transportnoj mreži.

Višeslojne komutacije bazirane na topologiji. Kod ove vrste komutacija, put drugog (link) sloja uspostavlja (kreira) se nezavisno od korisničkih podataka. Nakon što je izgrađena tabela rutiranja, pomoću

128

posebnog algoritma izvrši se povezivanje određenog identifikatora (labela ili tag) sa rutom definisanom na trećem (mrežnom) sloju. Povezanost rute trećeg sloja sa identifikatorom drugog sloja prenosi se duž cijele mreže. Prednosti ovih vešeslojnih komutacija su: veća brzina zbog unaprijed definisanih ruta u tabeli prosljeđivanja; broj LSP-a proporcionalan broju ulaza u tabelu prosljeđivanja pa je bolji saobraćajni inženjering; LSP se uspostavlja samo u slučaju promjene topologije- veća stabilnost.

Višeslojne komutacije bazirane na saobraćaju. Kod ovih komutacija, put drugog sloja ne kreira se samo na osnovu informacije o topologiji, nego se kreira i u odnosu na korisničke podatke. Obično se korisnički podaci komutiraju kroz mrežu na trećem sloju sve dok saobraćajni tok ne ispuni određeni kriterij. Slabosti ovih višeslojnih komutacija su: kašnjenje između prepoznavanja saobraćajnog toka I pridruživanja labela; količina kontrplnog saobraćaja proporcinalna broju saobraćajnih tokova pa je nepogodna za tokove sa karćim trajanjedm; svaka komutacija mora imati mogućnost klasifikacije saobraćaja-kompleksnost.

Korištenje protokola rutiranja na transportnoj (core) mreži umjesto na samim krajnjim (edge) tačkama komunikacionog sistema obezbjeđuje niz prednosti koje poboljšavaju funkcionisanje ukupne mreže:

- eliminiše se problem N-kvadrat fenomena prisutan kod modela koji podržavaju IP preko ATM-a;

- značajno se smanjuje broj direktnih komunikacija između slojeva iste vrijednosti koje ruter mora održavati;

- omogućeno je da procedure rutiranja na mrežnom sloju imaju potpunu informaciju o trenutnoj fizičkoj topolgiji transportne (core) mreže.

Izmjena labela u transportnoj (core) mreži pruža niz prednosti:- metod izmjene labela optimizira performanse mreže koristeći

prednosti prosljeđivanja baziranog na hardverskim rješenjima;- u praksu se uvodi princip eksplicitnog rutiranja . Eksplicitni putevi

omogućavaju da ISP ima preciznu kontrolu saobraćajnog toka tako da je moguće podržavati saobraćajni inženjering; QoS; i obezbijediti prevenciju stvaranja saobraćajnih petlji;

- omogućeno je proširenje funkcija kontrole u odnosu na tradicionalne mehanizme rutiranja.

- podržava hijerarhijske labele pri čemu je omogućeno tuneliranje saobraćaja kroz tranzitnu domenu te se postiže veći opseg rutiranja, brža izmjena podataka o promjeni topologije, bolja izoliranost grešaka, kraće vrijeme rastarta čvorova, itd.

129

Prenos paketa preko LSP-a

Podržavanje hijerarhije tagova

Distribucija informacija na LSR-u

Selekcija puta kroz LSR

Signalna komponenta na unutrašnjem LSR-u130

Zaključci:- kapacitet elemenata noseće mreže postao kritičan faktor za potpunu

integraciju usluga;- nove tehnologije slijede topologiju mreže;- konvregentne platforme osnova savremenih topologija javnih mreža;- osiguranje kvaliteta usluga i upravljanje saobraćajem najteži

problemi realizacije konvergencije; - višeslojne komutacije zadovoljavajući produkt.

Note:1. Propusni opseg raspoloživ na tehnologiji današnjih optičkih kablova,

reda veličine 20 Tbps, ne predstavlja ograničenje ni, za danas, najzahtjevnije usluge (digitalna TV), niti za bilo koju konvergentnu kombinaciju usluga. Signalizacioni protokoli bazirani na robusnosti, modularnosti i fleksibilnosti zacrtanim u osnovi OSI modela (kao na primjer SS7) mogu zadovoljavajućom brzinom razmijeniti sve informacije potrebne za rezervisanje resursa mreže i upravljenje saobraćajem. Osnovno ograničenje za izgradnju potpuno konvergentne mreže, petljaste logičke topologije, predstavljaju komercijalno prihvatljiva tehnološka rješenja čvorišta mreže kako u pogledu brzine prosljeđivanja na čvorištima tako i u pogledu brzine prepoznavanja zahtjeva koje sa sobom nose pojedini saobraćajni tokovi.

2. Tradicionalno procesiranje saobraćaja tipa hop-by-hop približava se svom tehnološkom limitu te se procesiranje saobraćaja pomjera ka procesu prosljeđivanja.

3. Potreba za ekonomski efikasnijim mrežama, kao posljedica pojave konkurencije u telekomunikacijama, uslovila je razvoj tehnoloških rješenja u pravcu konvergencije. Operatori mogu uticati na tehnologiju i topologiju transportnih mreža te se konvergencija uspješno provodi na ovom sloju našeg referentnog modela.

131

• IMS IP MULTIMEDIJALNI PODSISTEM- Radi se o novoj arhitekturi prije nego o tehnologiji;- To je servisna platforma nove generacije, hijerarhijski struktuirana (ne

peer-to peer kao Internet), stoga je kontroliše Service provider;- To je IP bazirana mrežna infrastruktura sastavljena od različitih

funkcionalnih modula i intreface-a u cilju konvergencije fiksne i mobilne mreže, brže implementacije aplikacija te povezivanja svih aplikacija i resursa koje posjeduje Service provider;

- IMS aplikacijski server sa drugim sistemima komunicira pute SIP-a;- IMS omogućava da korisnici pristupaju mreži (svaki pojedinačni pristup

mreži je kontrolisan kao što je kod VoIP kontrolisan svaki pristup usluzi) koristeći različite mobilne i fiksne terminalne uređaje i tehnologije;

- Sistemi za pružanje i obezjeđenje usluga (kao što su provisioning, biling i prodaja) također mogu biti ujedinjeni u službama podrške mrežnog operatora;

- Inteligencija je distribuirana kroz mrežu;- Arhitektura IMS je modularna i distribuirana te može biti postepeno

uvođena štiteći time ranije investicije;

• Osnovna tri elemetna IMS-a su:- HSS (home subscriber server) centralni respiratorij korisnika

(lokacijske,sigurnosne informacije o korisniku, listu usluga za koje je korisnik autoriziran) omogućava različitim slugama da koriste podatke o korisniku. Diametar, protokol izabran kao za protokol za razmjenu AAA informacija, koristi se kao komunikacijska veza između HSS-a i drugih funkcionalnih modula;

- S-CSCF (serving call session control function) je osnovna komponenta signalizacionog kontrolnog nivoa (I-CSFC i P-CSCF). Svaka sesija koju SIP inicira na terminalnom uređaju mora proći kroz S-CSCF zbog registracije SIP sesije, kontrole veze, rutiranja, kontrole pristupa, komunikacije sa HSS-om, itd.;

132

- AS (SIP baziran aplikacioni server) sadrži i izvršava usluge. Koristi ISC kao interface koji je u stvari baziran na SIP-u sa odgovarajućim proširenjima.

Dugoročna vizija: (+slika)- Postizanje potpune konvergencije pružanja i obezbjeđenja usluga u

odnosu na današnje “silos” arhitekture;- Zajedničke funkcionalnosti (biling, registracija, autorizacija, itd.) kroz

cijelu servisnu platformu – smanjuje OPEX;- neovisnost pristupa u odnosu na tip medija (tekst, govor, slika) u

samo jednoj vezi sa više paralelnih sesija i postizanje stepena privatnosti, podržavanje globalnog roaminga;

- Fokusira se na kontrolu osnovne sesije, pohranjivanje korisničkih podataka i druge funkcije bitne za razvoj novih usluga;

- Omogućava rad sa tehnologijama (žičnim i bežičnim) koje nisu bazirane na IMS platformi (nezavisne aplikacije)

133

10.TEHNOLOGIJA KOMUNIKACIJA

• Tehnologije komunikacija- Analiza saobraćaja

− Teorija komunikacijskog saobraćaja se definiše kao primjena teorije vjerovatnoće za rješavanje problema vezanih za planiranje, procjenu performansi, funkcionisanje i održavanje komunikacionih sistema;

− To podrazumijeva paralelno proučavanje nekoliko naučnih grana kao što su: teorija saobraćajnih tokova, teorija slučajnih procesa; teorija grafova i mreža, simulacijsko modeliranje itd.

− komunikacijski saobraćaj se posmatra i opisuje u definisanim prostornim i vremenskim koordinatama,

− Saobraćaj nastaje posluživanjem zahtjeva korisnika za prenosom informacija putem komunikacijskih sistema

Cilj teorije komunikacijskog saobraćaja se može formulisati kao:− Učiniti saobraćaj mjerljivim pomoću matematičkih modela i potom

uspostaviti relaciju između kvaliteta usluge i kapaciteta sistema tako da teorija postane alat za dimenzionisanje mreže

Teorija komunikacionog saobraćaja je induktivna disciplina:

134

Saobraćajni zahtjevi su karakterizirani sa ograničenim setom parametara slučajnih varijabli (srednja vrijednost, varijansa, indeks disperzije, itd.), odnosno setom parametara sistema redova čekanja (iskoristivost, propusnost, vrijeme odziva, vrijeme čekanja, dužina reda čekanja, broj zahtjeva u sistemu, itd.)

Karakteristike konekcije su:– Način prenosa informacija (transfer mod: komutacija krugova –

komutacija paketa);– Konfiguracija komunikacijske veze (tačka –tačka, broadcast,

multipoint);– Brzina prenosa (transfer rate);– Simetričnost;– QoS zahtjevi

Modeliranje saobraćaja u osnovi sadrži pojednostavljenu sliku relevantnih parametara proisteklih iz saobraćajnih zahtjeva koji imaju uticaja na performanse mreže.

135

Optimizacija korištenja propunog opsega svodi se na problem saobraćajnog modeliranja (gdje se osnovni matematički alati nalaze unutar zakona vjerovatnoće, statističke teorije i teorija redova) i moguće je provesti kroz tri načina rješavanja problema:

– Izbor kapaciteta u mreži;– Izbor kapaciteta i razdioba saobraćajnih tokova;– Razdioba saobraćajnih tokova u mreži.

Problem izbora kapaciteta u mreži:– Zadana je toplogija mreže i očekivani saobraćajni tokovi γjk i

Φ;– Promjenljivi su kapaciteti čvorova Cv i granaCl;– Funkcije cilja su: minimizirati gubitke i minimizirati kašnjenje;– Ograničenja:

• Promjene kapaciteta nisu kontinuirane;• Troškovi su uvijek ograničeni.

Problem izbora kapaciteta i razdioba tokova:– Zadana je toplogija mreže;– Promjenljivi su kapaciteti čvorova i granaCi te tokovi u granama

Φi;– Funkcije cilja su: minimizirati gubitke i minimizirati kašnjenje;– Ograničenja:

• Promjene kapaciteta nisu kontinuirane;• Ograničenja mreže za upravljanje;• Troškovi su uvijek ograničeni.

Problem razdiobe tokova:– Zadana je topologija mreže i kapaciteti čvorova i grana Ci;– Promjenljivi su tokovi u granama Φi;– Funkcije cilja su: minimizirati gubitke i minimizirati kašnjenje;– Ograničenja:

• Signalizaiona tehnika;• Inteligencija mreže (kontrolne ravni).

Procjena budućeg saobraćajnog opterećenja:

136

Procjena budućeg dnevnog korištenja pojedine usluge:

Procjena budućeg dnevnog saobraćajnog opterećenja pojedine usluge:

Procjena budućeg saobraćajnog opterećenja u glavnom saobraćajnom satu:

Procjena zahtijevanih brzina prenosa u određenim sredinama

Onog trenutka kada je izvršeno definisanje karakteristika saobraćajnih zahtjeva i postavljeni ciljevi kvaliteta, saobraćajni inženjering obezbjeđuje efektivno dizajniranje i funkcionisanje mreže podrazumijevajući da su zadovoljeni ciljevi kvaliteta i ispunjeni saobraćajni zahtjevi.Vrste kontrole saobraćaja:

137

− Rutiranje saobraćaja (izbor rute i pravila izbora rute):

• Rutiranje u odnosu na stanja.

• Rutiranja u odnosu na događaj.

− Upravljanje mrežnim saobraćajem (rerutiranje saobraćaja u dijelove mreže koji nisu zagušeni);

− Metoda zaštite usluga (koristi se u cilju obezbjeđenja stabilnosti u mreži koristeći nehijerarhijske šeme rutiranja – alternativne rute se dijele sa saobraćajem prvog izbora).

Performanse mreže se mjere u odnosu na sposobnost mreže ili njenih dijelova da obezbijede funkcije koje se donose na komunikaciju između korisnika:

− Prenos;

− Usmjeravanje – permanetnu dostupnost;

− Interaktivnost;

− Tarifiranje.

Modeliranje tarifnog sistema radi ujednačavanja saobraćaja:− Zadana je topologija mreže, kapaciteti čvorova i grana, elastičnost

na cijene;− Varijabilne su cijene usluga;

− Ograničenja:

• Legislativa;

• Karakteristike potražnje;

• Marketing.

− Funkcije cilja:

• Smanjiti vršna opterećenja;

• Maksimizirati ujednačenost saobraćaja

138

Sadržaj

Tehnologija komunikacija 2012..............................................................................1

1. TEHNOLOGIJA KOMUNIKACIJA.............................................................................2

2. TEHNOLOGIJA KOMUNIKACIJA..........................................................................11

3. TEHNOLOGIJE MREŽA – PSTN............................................................................23

4.TEHNOLOGIJA KOMUNIKACIJA............................................................................37

5. TEHNOLOGIJE MREŽA – PSTN............................................................................54

6. TEHNOLOGIJE MREŽA – ISDN............................................................................68

7.TEHNOLOGIJA KOMUNIKACIJA............................................................................81

8.TEHNOLOGIJA KOMUNIKACIJA............................................................................93

9.TEHNOLOGIJA KOMUNIKACIJA..........................................................................108

10.TEHNOLOGIJA KOMUNIKACIJA........................................................................134

Sadržaj............................................................................................................... 139

139