IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése

1. IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése 15/2

2. Tartalom • Az Informatikai Tanszékcsoport hálózata és menedzselése • A távközlés világának fontos szervezetei • Az OSI modell • Vezetékes átviteli megoldások és jellemzők ismertetése. • Vezetékmentes átviteli megoldások és jellemzők ismertetése.

3. Források • Offline: • Harry G. Peros: Connection-Oriented NETWORKS (13-17) • Glen Carty: Broadband Networking (85-101) • CISCO CCNA1: Module 3 • Robert Elsenpeter: Optical Networking (3-57) • Géher Károly: Híradástechnika (69-81, 91-101) • Online: • http://www.absoluteastronomy.com/encyclopedia/t/tr/transatlantic_telephone_cable.htm • http://www.connectworld.net/syscon/support.htm • http://www.epanorama.net/documents/wiring/twistedpair.html • http://www.epanorama.net/documents/wiring/coaxcable.html • http://www.szgti.bmf.hu/opto/

4. Az informatikai tanszékcsoport hálózata • 4 helyszín • ~500 munkaállomás • ~20 szerver • 13 aktív eszköz (kapcsoló) • IPv4 és IPv6

6. Monitorozás - Nagios

7. Monitorozás - Netdisco

8. Monitorozás - Netdisco

9. Menedzselés • Naplózás: • Syslog szerver • RSTP • Hiba keresés: • Ping • CDP infók • Végső megoldás: port monitorozás Ethereal

10. A távközlés világának fontos szervezetei • Szabványok lehetővé teszik, hogy különböző gyártók termékei kompatibilisek legyenek • Két szabvány típus: • de facto • de jure • Fontosabb szervezetek: • ITU • ISO • ANSI • IEEE • IETF • ATM Forum • Az MPLS és Frame Relay szövetség • Optical Ineterworking Forum • DSL Forum

11. ITU • International Telecomunication Union • Az ENSZ egyik szervezete • Három fő szekciója van: • ITU-R - rádiókommunikáció • ITU-D – fejlesztés • ITU-T- távközlés • Az ITU-T feladat a távközlés világméretű szabványosítása • Tanulmányozza a különböző problémákat és ajánlásokat készít a megoldásukra • Az ITU-T a CCITT utóda • Hierarchikus felépítésű: országos, regionális • 15 csoport 2500 ajánlás • Más szervezek szabványait is felhasználja • Ismertebb ajánlások: I,Q,X (ATM, Frame Relay, DTE-DCE X.25)

12. ISO • International Organization for Standardization • 130 ország szabványosítási testülete alkotja • Ismertebb szabványok: • ISO9000 • Papír méretek • Ország kódok • OSI modell

13. ANSI • American National Standards Institute • Ez képviseli az USA-t a nemzetközi szerveteken (ITU, ISO) • A fizikai réteg feletti dolgokkal foglalkozik • A fizikai réteggel az USA-ban az EIA foglalkozik

14. IEEE • Instiute of Electrical and Electronics Engineering • A legnagyobb technológiával foglalkozó szervezet a világon • Ismertebb szabványai: • IEEE Project 802

15. IETF • Internet Engineering Task Force (www.ietf.org) • 4 csoportból álló szervezet tagja • Internet Society (ISOC), az internet növekedésével, fejlődésével foglalkozik • IANA – egyedi dolgok kiosztást felügyeli (IP, OID, AS) • Internet Architecture Board (IAB), az ISOC felügyeletével foglalkozik • Internet Engineering Steering Group (IESG), az IETF menedzselésével foglalkozik • Internet Engineering Task Force (IETF) • Nyílt társaság (gyártók, kutatók, üzemeltetők,…) • Funkcionális csoportokra van osztva, ezek munkacsoportokra vannak osztva • Egy-egy munkacsoportot két személy felügyel akik az IESG tagjai • A munka nyilvános levelezőlistán folyik • Request For Comments • FYI • Standard • Draft

16. Az OSI modell

17. A TCP/IP modell

18. A fizikai közeg fejlődése • TAT (TransAtlantic Telephone cable) • TAT - 1 • 1953 - 1979-ig Anglia - USA • Koaxiális kábel pár • 51 Erősítő • 36 telefon vonal • TAT – 14 • 2000 - Anglia – USA – Franciaország – Hollandia –Dánia – Németország • Optikai kábel • 16 x 10 Gbit/s • WDM

19. Jelek • Jelek segítségével továbbítjuk az információt

20. Jelek spektrális felbontása • A jeleket gyakran érdemes harmonikus jelek összegeként vizsgálni mert ilyenkor a hatások könnyebben felmérhetőek • Periodikus jelek Fourier sora: • Abszolút integrálható jel Fourier transzformáltja: • Sávhatárolt a jel ha

21. Analóg és digitális jelek átvitele • A modell: • Csatorna jellemzők: • Alakhű átvitel:

22. Fontosabb torzítások • Késleltetés: • Jel csillapítás • Diszperzió • Visszhang, utánzengés • Nemlineáris torzítás: • Holtzóna • Telítés

23. Zajok • A bonyolult nehezen megfogható áthallás valamint a termikus, ipari zajok tartoznak e kategóriába • Amennyiben v sok azonos nagyságrendű független hatás eredője akkor jól modellezhető Gauss-folyamattal. Ekkor jól használhatóak a másodrendű jellemzői (várható érték, …) • A nyelő szempontjából a jel/zaj arány az érdekes. (Signal-Noise ratio) • Ezt a gyakorlatban a Bell tizedrészeként adják meg: • Gyakran a jeleket teljesítményszintjükkel írják le:

24. Elektromágneses hullámok • Ha az elektromos töltés gyorsul elektromos hullám keletkezik • Jellemzői • Hullámhossz • Frekvencia • Terjedési sebesség • Az elektromos és a mágneses tér egymásra merőleges síkban változik • Polarizáció: • Apoláros • Síkban poláros • Crikulárisan poláros

25. Szabad hullámú összeköttetések • Típusai: • Szabad sugárzás • Irányított sugárzás • Az antenna méretének összemérhetőnek kell lennie a hullámhosszal (pl.: fele) • A terjedés szerinti felosztás • Felületi hullámok: követik a föld felszínét (kHz-x10Khz) • Térhullámok: egyenes vonalban terjednek (30MHz-300GHz) • Szórt hullámok: A troposzférában többszörösen megtörnek, szóródnak (200MHz-10GHz) • Ionoszferikus hullámok: Az ionoszférából verődnek vissza (x1000KHz-30MHz)

26. Vezetett hullámú összeköttetések • TEM (Transzverzális Elektromos Mágneses) hullámvezető (vezeték) • Két fém vezető + közöttük dielektromos szigetelő anyag • A vezetők közötti távolság a jel hullámhosszához képest kicsi • Dielektromos hullámvezető • A köpeny törésmutatója kisebb mint a mag törésmutatója • Numerikus apertúra

27. Az elektromágneses spektrum

28. Frekvencia sávok elnevezése

29. Szimmetrikus kábel • Használata: Horizontális gyakran időnként vertikális kábelként • A telekommunikációs hálózatban nagyon régóta használt megoldás • Használható: 600 KHz-től 600MHz-ig • Védelmi típusok: • UTP • STP • FTP • Sodrás: • Az áthallás gátolja, különböző kábel párokat különböző módon sodorják • Méterenként adják meg a sodrások számát – minél több annál jobb • A párokat azonos színnel jelölik • Impedancia • 100-150 ohm

30. EIA/TIA-568 • EIA/TIA-568 kábelezési szabvány • A, B vezeték RJ45 hozzárendelés • Kábel típusok: • Egyenes kábel • Kereszt kábel • Fordított kábel

31. Fellépő problémák • Jel gyengülés • Zajok: • Áthallás • NEXT • FEXT • PSNEXT • RFI • EMI

32. Szimmetrikus kábel típusok • A kábelek minőségét adja meg (USA jelölés) • Típusai: • Cat 1 – POTS – vagy csavart, vagy csavarás nélküli – 1 MHz • Cat 2 – ISDN - 2-3 csavarás 30 cm-ként - 4Mbit/s • Cat 3 – 16 MHz – 10 MBits/s • Cat 4 – 2-3 csavarás 30 cm-ként, 20 MHz – 16 MBit/s • Cat 5 – legalább 8 csavarás 30 cm-ként, 100 MHz – 155 MBit/s • Cat 5e – 350 MHz-ig tesztelt – 1 GBit/s • Cat 6 – 250 MHz ? • Cat 7- 600 MHz ? Valószínűleg más alyzat kell hozzá, STP

33. Összehasonlítás

34. Koaxiális kábel • Használata: Kábel TV • Jellemzőik: • Használható 60 KHz-től 60MHz-ig • Impedancia (kb.: 138 log a/b) • 50 ohm - Ethernet • 75 ohm – Kábel TV (ez ma az elsődleges terület)

35. Optikai kábel • Használata: • Gerinc hálózat • Épületek közötti összeköttetés • Amennyiben csak réz kábelt használnánk akkor a föld réz készlete nem lenne elegendő • Típusai • Monomódusú (lézer) • Multimódusú (normál fényforrás)

36. Optikai szintek • OC-1 - 51 Mbps • OC-3 – 155 Mbps • OC-12 – 622 Mbs • OC-48 – 2488 Mbs • OC-768 – 39813 Mbs • OC-N – N*51.840 Mbps

37. Optikai kábel hiba források • A közeg jellemzői: • Jel gyengülés • Diszperzió • Más frekvencián más a sebesség • Jel gyengülés • Sávszélesség csökkenés • Rayleigh szórás • Inhomogén struktúra • Teljesítmény csökkenés • A fény frekvenciájának negyedik hatványával arányos • Nem lineáris Effektusok • Szerelési problémák • Hajlítás • Közeg illesztés

38. Használt frekvenciasávok • S tartomány • C tartomány • L tartomány

39. WDM, DWDM • Wavelenght Division Multiplexing • Nagyon gazdaságos megoldás • Egy optikai kábelen több egymástól 50-100GHz távolságra lévő jel • Az L sávot használják • Akár 400 Gbit/s átviteli kapacitás • Optikai erősítők, elegendő 100 km-ként, regenerálás 1000 km-ként

40. Vezetékmentes kommunikáció • Spektrum menedzsment • A frekvencia véges erőforrás • A minőség garantálásához szabályozni kell a frekvencia használatot • Felosztás • A használható frekvencia tartományt blokkokra osztják • Minden blokkot további sávokra osztanak • A sávokat csatornákra osztják • Országonként más-más kiosztás lehet • Maximális hatékonyság • Új megoldások számára megfelelő frekvenciatartományok tartalékolása • Hatékony, igazságos frekvenciahasználási engedély kiosztás • Serkenteni kell a versenyt • Biztosítani kell a nagyközönség számára fontos szolgáltatásokat • Az ITU feladata a nemzetközi szabályozás • Nem licenszelt spektrum (szabad frekvencia) • Bárki használhatja • Be kell tartani a teljesítmény előírásokat

41. Antennák • Tulajdonságai • Nyereség • Az izotropikus antenához viszonyítva dBi • A dipól sugárzóhoz viszonyítva dBd • Írányítottság • Szorosan összefügg az előzővel • Polarizáció • Az E vektor irányát adja meg. Úgy az adó mind a vevő antennának egyforma polarizációjúnak kell lennie

42. Műholdas kommunikáció • 2.5 és 22 GHz közötti frekvenciát használnak • L,S,C,X,Ku,Ka sávok • Típusai: • Geostacionáris (GEO) • 36000 km az egyenlítő felett • ~250 ms késleltetés egy irányban • Stabil pozíció • Közepes pályájú (MEO) • 6000 – 20000 km • Tipikusan GPS • Alacsony pályájú (LEO) • 500 – 16000 km • Viszonylag kicsi késleltetés (6ms) • Műhold - műhold kommunikáció • VSAT (Very Small Aperture Terminal) • Pl.: Internet szolgáltatás • DBS (Direct Broadcast System)

43. Földfelszíni kommunikáció • LMDS (Local Multipoint Distribution System) • Kicsi cellák: 3 – 5 km • Frekvencia újrahasznosítás • >155 Mbps • MMDS (Multiple chanel Multipoint Distribution System) • Nagy cellák: 50 km • ~10Mbps • 3G • Nagy mozgékonyságú felhasználó: 144 kbps • Közepes mozgékonyságú felhasználó: 385 kbps • Helyhez kötött felhasználó: 2Mbps • U-NII • Kicsi cellák: 3-5km • ~25Mbps

44. Tartalom • Az Informatikai Tanszékcsoport hálózata és menedzselése • A távközlés világának fontos szervezetei • Az OSI modell • Vezetékes átviteli megoldások és jellemzők ismertetése. • Vezetékmentes átviteli megoldások és jellemzők ismertetése.

45. A következő előadás tartalma • Modulációs eljárások ismertetése • Adatátviteli technológiák ismertetése, összehasonlítása. • Vonalkapcsolt • Üzenetkapcsolt • Csomagkapcsolt • Cellakapcsolt. • Vonalkapcsolt technológia ismertetése • xDSL megoldások