TOBB ET Ü B İL 55 2 Internet Architecture

1. TOBB ETÜ BİL 552Internet Architecture Mehmet Özdem

2. İnternet Erişim Şekilleri Chapter 4

3. End-user Applications Network and Service Management Network Management Feature Servers Network Databases InternetServers Residence/Small Business Access Large Business Access Broadband Access Server/MUX Wireless Wireless Access Server PSTN Wired Wired Coax Wireless Mobility Access Wireless Mobility Solution Core IP MPLSNetwork

4. KONULAR • Erişim Teknolojileri Karşılaştırması • Çevirmeli Erişim- Dial–up • ISDN • Geniş Bant erişim • xDSL • Metro Ethernet • Kablo Modem • FTTx • Kablosuz Erişim • Mobil Erişim • WiFi • WiMax

5. Çevirmeli Erişim • Dial up erişimde kullanıcı tarafında bir modem kullanılır. • Erişilecek yerde (servis sağlayıcı) yine modemler vardır. • Bunlar Remote Access Server olarak adlandırılırlar.

6. NMC Softswitch SS7 Network SMC SS7 PSTN PSTN SS7 RAS RAS IP NETWORK IP NETWORK Dial-Up modem Dial-Up modem MEDIA GATEWAY MEDIA GATEWAY Çevirmeli Erişim Topolojisi

7. BİL 456/552 İnternet Mimarisi • Günümüzde RAS yaklaşımında sorunlar: • Kanal kapasitesi- Bir rack içine sınırlı sayıda kanal sığdırılabilir • Güç Tüketimi- Yüksek • Maksimum Hız: 56kbps • İşlem Gücü- RAS cihazları DSP ler yoluyla veri işlerler ve her kanal sadece bir modemi işleyebilir.

8. BİL 456/552 İnternet Mimarisi ISDN- Integrated Services Digital Network • ISDN ilk hızlı İnternet erişimi sağlayan şebeke olmuştur. • ISDN hatları sayısaldır ve 2 adet 64 kbps (B-channel) ve 1 adet 16 kbps (D-channel) hızında kanal sağlarlar • Bu erişime Basic Rate Access (BRI) denir. • 30 kanal birleşerek Primary Rate Access (PRI) oluştururlar

9. BİL 456/552 İnternet Mimarisi ICD Yaklaşımının özellikleri • Normal olarak ISP ler PRI trunklar üzerinden bağlanırlar • ISDN PRI trunklar sinyalleşme sağlarlar • Ancak pahalı ve her santralda sınırlı sayıda var • Modem havuzunu mümkün kılmaktadır.

10. BİL 456/552 İnternet Mimarisi BRI ISP Santral Internet PRI E1/T1 BRI – 64 kbps veya 128 kbps, PRI – 2 Mbps E1 - 2 Mbps

11. BİL 456/552 İnternet Mimarisi X-DSL- Digital Subscriber Line • DSL aboneleri yüksek hızlardan yararlanabilir • Mevcut telefon hatları kullanılabilir • Telefon ve veri servisleri paralel olarak sürdürülebilir • İnternet bağlantısı için numara çevirme gereksinimi yoktur.

12. BİL 456/552 İnternet Mimarisi

13. 50K Web Page 2MB Image 16MB Movie 72MB Movie 56 Kbps Modem 7.1 sec 4 min 48 sec 31 min 45 sec 2 hr 54 min 128 Kbps ISDN 3.1 sec 2 min 4 sec 8 min 45 sec 1 hr 28 min 1.5 Mbps DSL 0.3 sec 21 sec 1 min 23 sec 6 min xDSL ile Diğer Erişim Teknolojileri Kıyaslanması

14. X-DSL Çeşitleri • ADSL (Asymmetric DSL) • HDSL (High Data Rate DSL) • IDSL(ISDN DSL) • SHDSL(Symmetric DSL) • G.SHDSL(Symmetric high-bit-rate DSL) • RADSL (Rate Adaptive DSL) • VDSL(Very high-bit-rate DSL)

15. Copper Loops Telephone Company Central Office Home User PSTN Inside Wire Distribution Analog / POTS Modem CO Switch System Home User ISDN ISP Network ISDN TA Telecommuter DSLAM ADSL DSLPipe-C/D (ADSL) Corporate Network Remote Office SDSL DSLPipe-S (SDSL) IDSL Remote Office Any ISDN TA orPipeline Product Bağlantı Özetleri Farklı DSL Opsiyonları • xDSL Tüketiciye yönelik bir teknoloji • SDSL / IDSL / HDSL-2 (G.SHDSL) Firmalara Yönelik

17. ADSL • Download : 128 Kbps – 8 Mbps • Upload : 32 Kbps – 2 Mbps • Müşteri-Telekom mesafe: 3-5 km.’ye kadar • 1 çift bakır tel (İki tel) üzerinden çalışır. UPLOAD DOWNLOAD MÜŞTERİ TARAFI

18. SDH/ PDH veya dark fiber PSTN ADSL Topoloji Internet DSLAM IP/MPLS ALTYAPISI SAHA DOLABI

19. INTERNET PSTN PSTN Management System Örnek ADSL Abonesi Taşınması DSLAM ADSL Splitter ADSL CPE IP/MPLS Şebekesi 1GE V5.2 Telefon PC ABONE-1 Voice Gateway 1 GE SSG (Service Selection Gateway) SSG ADSL DSLAM Splitter AAA ADSL CPE DHCP Telefon PC LDAP ENVANTER SSS BACKUP ABONE-2 RAPOR SUNUCU SİSTEMLERİ

20. G.SHDSL • G.SHDSL ; (Symmetrichigh-bit-rate DigitalSubscriberLine) • Noktadan noktaya veri iletimi imkanı sağlar. • Download : 2.31 Mbps • Upload : 2 .31 Mbps • 1çift bakır tel ile 6 km.’ye kadar iletim imkanı sağlamaktadır. • Orta ve küçük ölçekli işyerleri ve ofisleri için uygundur. UPLOAD INTERNET DATA MÜŞTERİ TARAFI DOWNLOAD DOWNLOAD = UPLOAD

21. VDSL • VDSL (Veryhigh-bit-rate DigitalSubscriberLine) ; • Download : 13 Mbps – 52 Mbps • Upload : 16 Mbps • Müşteri-Telekom mesafesi : 1 km.’ye kadar • 1 çift (iki tel) bakır tel kullanılmaktadır. UPLOAD INTERNET DATA MÜŞTERİ TARAFI DOWNLOAD

22. Metro Ethernet • Günümüzde veri transferi için kullanılan altyapılar bakır şebekeye bağımlı olup hız ve mesafe bakır kablonun fiziksel özellikleri ile sınırlanmıştır. Bu durum yüksek bant genişliği gerektiren katma değerli servisleri sınırlamaktadır. • Metro Ethernet teknolojisi ile; Ethernetteknolojisinin yaygınlığı, esnekliği ve basitliği ile Optik teknolojisinin güvenilirlik, ölçeklenebilirlik ve erişim özellikleri birleştirilerek hızlı, kolay, güvenilir servis verilmesi mümkündür.

23. Metro Ethernet Topolojisi METRO ETHERNET BAĞLANTILARI INTERNET IP/MPLS Şebekesi Müşteri sw Müşteri ODF Fiber Optik Sonladırma Kutusu ISP ODF

24. Metro Ethernet Üzerinden Verilen Servisler • INTERNET: Genişletilmiş Internet hizmeti (Router’lar üzerinden internet hizmeti) • VLL(Virtual Leased Line) Noktadan-Noktaya Devre olarak çalışır. • VPLS (Virtual Private Line Service): Çok noktalı sanal LAN servisi • L3 VPN : IP seviyesinde müşterilere VPN hizmeti

25. Layer 2 servisi İki nokta arası Noktadan noktaya (Point-to-point) bağlantı Müşteriye Sanal Kiralık Hat gibi gözüküyor. Servis Sağlayıcısı ücretlendirme giriş/çıkış şekillendirmesi ve politika uygulayabilir. VLL PE B Virtual Leased Line Link PE A PE C IP / MPLS Network PE D

26. VPLS PE B VPLS Service IP/LSP Full-Mesh PE C PE A IP / MPLS Network PE D Virtual Private LAN Service (VPLS) • Çok uçlu ethernet servisi • Layer 2 servisi • Protokol Bağımsız

27. L3 VPN VPRN Service Green IP-VPN (VPRN)Servisi • Bir çok Nokta Arasında Bağlantı sağlıyor. • Sadece Ip trafiği • Layer 3 servisi • Servis Sağlayıcısı tarafından işletilir • IP Adresleri ile yölendirme yapılır. VPRN ServiceRed MP-BGP RouteExchangeFor all Services RI-1 RI-2 PE B PE C PE A RI-1 RI-1 RI-2 RI-2 IP / MPLS Network RI-1 PE D RI-2

28. KABLO ERİŞİM Coax Kablo Headend Geçilen Ev= 9 Abone Oranı= 7/9 (~77%) Abone Bağlantısı Splitter Amplifier

29. MOBİL ERİŞİM

30. Mobil İletişimin Gelişimi

31. Mobil İletişimin Tarihi • Amerika- CDMA (CodeDivisionMultiple Access) Avrupa-GSM (Global System for Mobile Communications ) • GPRS (General PacketRadioServices) • EDGE (Enhanced Data Rates for GSMEvolution) • Wi-Max in dezavantajımobilciler tam destekvermemesi veevlerdekocamanantengerektirmeleridir. • Dünyanın %80i GSM %20si CDMA kullanmaktadır. • 1.Aileden işebaşlanmışiseyaniülke GSM ilebaşlamışsailerideCDMA’yedönmekçokmaliyetli

33. WCDMA (UMTS) (3G) • Mobil ses ve data servislerinin verilebildiği bir 3G teknolojisidir. • Genellikle Avrupa kıtasında kullanılır. • NTT DoCoMo Japonya’da ilk UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) • networkünü 2001 yılında kurmuştur. • Dünya genelinde mevcut olarak 60’dan fazla UMTS networkü bulunmaktadır. • Yüksek mobilitide 384 kbps, nomadic ve sabit uygulamalarda 2 Mbps data hızlarına ulaşmak mümkündür. • Simetrik data hızları sağlanabilir. (FDD kullanıldığında) • Data iletim hızının artırılması amacıyla HSDPA teknolojileri standartlaştırılmış bulunmaktadır.

34. HSDPA (HIGH SPEED DOWNLINK PACKET ACCESS) • 3G Sistemlerin downlink data limitini artırmak amacıyla geliştirilmiştir. • 3GPP tarafından Release 5 spesifikasyonlarıyla tanımlanmıştır. • HSDPA kullanılarak teorik olarak 14.4 Mbps download hızlarına erişmek teorik olarak mümkündür. Pratikte 3.6 Mbps hıza çıkıldığı gözlemlenmiştir. • 3G teknolojileri üzerinden mobil broadband hizmetler verilebilmesinde çok önemli bir rol oynamaktadır.

35. BİL 456/552 İnternet Mimarisi Bit rate in kbps 400 350 300 250 200 150 100 50 0 9.6kbps 14.4kbps HSCSD GPRS EDGE Technology

36. BİL 456/552 İnternet Mimarisi

37. BİL 456/552 İnternet Mimarisi

38. Kablosuz Bilgisayar Ağ Standartları • 802.15 WPAN (WirelessPersonalArea Network) • Bluetooth, UWB, Zigbee • Yakın mesafelerde ve düsük hızlarda cihazlararasıbağlantı yapmak amacıyla kullanılır. • Printer kablosu, seri kablo gibi kablolara alternatif • 802.11 WLAN (WirelessLocalArea Network) • WiFi • Yerel bilgisayar ağlarını kablosuz hale getirmekte kulanılır • Ethernet kablolarına alternatif • 802.16 WWAN (WirelessWideArea Network) • WiMAX • Dış ortamlarda geniş kapsama alanları oluşturarak • ADSL ve Kablonet’e alternatif

39. BİL 456/552 İnternet Mimarisi Kablosuz Erişim - WiFi • 802.11 standartları ile belirlenmiştir. • Altyapılı yada tasarsız (ad-hoc) olabilir. • Altyapılı olan erişimde bir baz istasyonu vardır. (Access Point) • Access point omurga ağa genellikle kablolu bağlantı ile bağlanır • İstasyonlar CSMA/CA kullanırlar

40. BİL 456/552 İnternet Mimarisi WiMax • WiMAX: Wireless Interoperability for Microvawe Access • WiMAX: 802.16 standardlarına uygun cihaz üreten üreticilerin bir araya gelerk kurdukları ve yapılan cihazların birbiri ile uyumlu çalışmasını onaylayacak kuruluş (forum) • WiMAX uyumlu cihazların temel amacı: • Noktadan noktaya kablosuz bağlantılar ile yüksek miktarda veriyi taşımak • Son kullanıcıya kablosuz intrenet götürmek (son km erişimi) • Geniş alanları kaplayıp son kullanıcıları Wi-Fi gibi küçük hot spotlarla kablosuz internet • Teorik olarak 50km’ye kadar 75 Mbps • Pratik olarak 5-10 km’de birer baz istasyonu gerektirir

41. BİL 456/552 İnternet Mimarisi WiMax • Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) kullanmaktadır • Aynı zamanda MIMO (Multiple Input Multiple Output) antenlerle bant genişliği kullanım verimliliği artırılmıştır.

42. Wi-Max Avantajları • Değişik frekanslarda çalışabilme avantajı ve 1.5 MHz’ten 20 MHz’e kadar kanal genişliği • ADSL veya Kablo gitmeyen yerlere internet servisi verme olasılığı • Herhangi bir alyapısı olmaya ülkelerde hızlı bir şekilde internet sağlama imkanı • Maliyet düşüklüğü: Kablo döşeme gerektirmez • Yeni kullanıcılar eklendikçe ağı genişletebilme imkanı • Müşterilerin yer değiştirmesi durumunda cihazlarınıda yanlarında götürebilmesi • Standart uyumululuğu sayesinde değişik cihazların birbiri ile çalışması ve rekabet neticesinde ekonomik cihazların elde edilmesi

43. Wi-Max Dezavantajları • Wimax için kullanılan bandın lisanslamaya tabi olması sebebiyle ekstra kurulum ve işletim maliyeti getirmesi. • Kullanıcı açısından düşünüldüğündeWimax'ın avantajlarından yararlanmak isteyen kullanıcılar ek bir donanım almak zorundadır. • 802.11 a/b/g/n kartlar günümüzde yaygın olarak bulunabilmekte ve fiyatları uygun seviyelerdedir. Artık yeni çıkan diz üstü bilgisayarların çoğunda bu ağ kartları otomatik olarak gelmektedir. Wimax açısından düşünüldüğünde piyasada henüz Wimax özellikli cihazlar ve dizüstü bilgisayarların satışı yaygınlaşmamıştır.

44. Wi-Max Uygulaması

45. Lisanlı/Lisanssız Frekanslar • Lisanslı frekanslarda daha yüksek güç kulanılır. Amerika’da 2.495GHz-2.690GHz (MMDS) Avrupa’da 3.3-3.8 GHz çoğunlukla 3.4-3.6 GHz (Wireless Local Loop) • Çatıya anten takmayı gerektirmeyen uç cihazlar kullanılabilir • Daha uzun mesafelerde bir baz istasyonu kurulabilir • Daha yüksek hızlara ulaşılabilir • Lisanssız frekanslar Amerika da: 5.150-5.350 (UNII1, UNII2), 5.475-5.725 (Mid Band), 5.725-5.825(UNII3) Avrupa’da: 5.150-5.350, 5.475-5.825 (HyperlanII) • Hızlı bir şekilde servis verme • Düşük maliyet • Dünyanına değişik yerlerinde çalışabilme imkanı

46. Dünyada Wi-Max Uygulamaları • Yeni Zellanda • Büyük boş alanların bulunduğu bir ülke • Altyapıyı oluşturmak çok zor • İnsanlar internet vasıtası ile dünyaya açılıyor • Newyork City • Şirketlere 2 Mbit’e kadar hız sağlama • T1 hatları almak çok yüksek maliyetli • Çok düşük maliyetli, pahalı TDM modemler gerektirmeden T1 servisi verebilme • Yüksek bir binanın tepesinden birçok müşteriye ulaşabilme • T1 hattının kurulması aylar sürerken, WiMAX bir iki günde bağlanabiliyor

47. Kablosuz İletişim Teknolojileri