Systemy i Sieci Telekomunikacyjne TI Wprowadzenie Krzysztof Wajda Katedra Telekomunikacji AGH marzec, 2017
Zakres wykładu Aspekty ewolucji sieci i protokołów Podstawowe koncepcje sieciowe (szkieletowe, core ): ATM MPLS GMPLS protokoły i koncepcje dodatkowe: IP, Ethernet, ISDN,... ekosystem telekomunikacyjny podstawowe aspekty realizacji usług wirtualizacja (SDN, NFV)
Literatura Rekomendacje ITU Dokumenty IETF (RFC i drafty) D. Ginsburg, ATM. Solutions for enterprise networking, Addison-Wesley, 1999 K. Nowicki, J. Woźniak, Sieci LAN, MAN, WAN, Wydawnictwo Fundacji Postępu Telekomunikacji Materiały wykładowe: http://kt.agh.edu.pl/~wajda Artykuły z IEEE Communications Magazine Dokumenty standaryzacyjne ATM Forum
Standaryzacja ISO International Organization for Standardization ITU-T International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector ETSI European Telecommunications Standard Institute ANSI American National Standards Institute TMF TeleManagement Forum IAB Internet Architecture Board DMTF Distributed Management Task Force IETF Internet Engineering Task Force OMG Object Management Group OASIS Organization for the Advancement of Structured Information Standards
Integracja sieci Rozwój koncepcji sieci szerokopasmowej
Architektura sieci fiber ATM SDH IP(MPLS)
System telekomunikacyjny Urządzenia użytkownika CPE Łącza lokalne Local Loop Systemy komutacyjne Switching Systems Systemy transmisyjne Interoffice Trunks Systemy komutacyjne Switching Systems Łącza lokalne Local Loop sieć abonencka systemy komutacji międzymiastowej System nośny system satelitarny PBX modem centrala lokalna centrala tandem. system mikrofalowy centrala tandem. centrala lokalna FAX modem centrala lokalna łącza międzycentralowe system światłowodowy Multiplexer modem linia dzierżawiona Local Area Network gateway modem lub inny system transmisyjny
System telekomunikacyjny Urządzenia użytkownika CPE Łącza lokalne Local Loop Systemy komutacyjne Switching Systems Systemy transmisyjne Interoffice Trunks Systemy komutacyjne Switching Systems Łącza lokalne Local Loop sieć abonencka systemy komutacji międzymiastowej System nośny system satelitarny PBX modem centrala lokalna centrala tandem. system mikrofalowy centrala tandem. centrala lokalna sieć dostępowa FAX modem obszar przełączania centrala lokalna łącza międzycentralowe teletransmisja system światłowodowy Multiplexer linia dzierżawiona modem Local Area Network gateway modem lub inny system transmisyjny
Usługi telekomunikacyjne Broadband ISDN ISDN EDI (Electronic Data Interchange) packet switching transmisja DATA danych electronic mail telegrafia telefonia Radio telex telemetry circuits switching teletex videotex teleshoppping grafika facsimile color facsimile mobile facsimile GRAPHICS Voice Conferencing Voice-to-text Text-to-voice Satellite Communication Voice Storage VOICE Hifi Telephony Stereo Sound CD-quality Music AUDIO Television Videotelephony Color Television High Definition TV Videoconferencing Cable TV Satellite News Gathering Stereo Television Video on Demend mobile telephony celular telephony digital mobile telephony paging systems alphanumeric paging nationwide paging systems 1850 1880 1920 1930 1960 1970 1980 1990 2000 global paging systems wireless digital telephony mobile data transmission usługi głosowe dźwięk wideo VIDEO usługi mobilne MOBILE SERVICES
Zasoby dyskowe i sieciowe - trendy Source: http://www.mkomo.com/cost-per-gigabyte Koszty pamięci maleją szybciej niż koszty sieciowe (Gbit/s)
Ewolucja sieci Uwarunkowania zewnętrzne
Dystrybucja ruchu (godz.szczytu) w Europie Dostęp przewodowy Dostęp mobilny *Sandvine, Global Internet Phenomena Report: 1H 2014
Użytkownicy przewodowi Top 10 aplikacji w Europie Użytkownicy mobilni *Sandvine, Global Internet Phenomena Report: 1H 2014
Ewolucja w stronę IoT Rozwój od 5 mld do 50 mld obiektów w sieci *Sandvine, Global Internet Phenomena Report: 1H 2014
Transmisja danych *Sandvine, Global Internet Phenomena Report: 1H 2014
Zapotrzebowanie na przepływność w Europie oraz struktura przychodów Internet jest traktowany jako tanie medium (zapotrzebowanie na pasmo 35 %, tylko 4 % przychodów) w krajach o niskim poziomie telekomunikacji powszechne jest narzekanie na zbyt wysokie koszty dostępu do Internetu, wręcz uważa się to za powód powstawania zapóźnień cywilizacyjnych
Ewolucja przychodów ARPU: Average Revenue Per User
Problem operatorów
Nowe usługi/środowiska
Rozwój usług VoIP Video & Content Distribution Presence (joyn) Machine-2-Machine (M2M) Unified Communications (Business) LAN as a Service (Business) Connected Life/Work Cloud Services (IaaS, SaaS)/App streaming *Sandvine, Global Internet Phenomena Report: 1H 2014
Ewolucja sieci Uwarunkowania techniczne (wewnętrzne)
Podstawowe trendy Dążenie do stosowania docelowo tylko jednej sieci, usługi multimedialne, usługi inteligentne, duża przepływność do użytkownika końcowego, ochrona istniejących inwestycji, softwarization (SDN/NFV).
System telekomunikacyjny - możliwości Cable 1101011000110101011 1 cable * 200 fibers/cable * 160 λ/fiber * 10 Gb/s/λ = 320 Tb 5 billion telephone lines (= 64 kb/ 60.000 full CD s per second a single cable cut can lead to a dramatic amount o lost traffic
Warstwowa struktura sieci Warstwa sieciowa IP IP IP IP Warstwa łącza danych ATM IP/ATM MPLS ATM Warstwa fizyczna SDH SDH SDH Warstwa optyczna WDM WDM WDM WDM WDM
Architektura sieci fiber ATM SDH IP(MPLS)
Obszary sieci Tradycyjny podział sieci: LAN campus MAN WAN + sieci o krótkim zasięgu BAN V2V sensor networks
Ekosystem telekomunikacyjny
Rozwój stakeholders interesariuszy graczy T OP SP CP today tomorrow T OP SP CP T terminal vendors OP operators SP service providers CP content providers
Ewolucja sieci Podstawowe koncepcje transportu
Komutacja przestrzenna
TDM TDM multipleksacja z podziałem czasu początek ramki szczelina czasowa pole informacyjne kanał 1 kanał 2 kanał 3 kanał n
Multipleksacja etykietowana ATM multipleksacja etykietowana pakiet ATM pole informacyjne nagłówek
Komutacja pakietów Komutacja pakietów pakiet IP pole informacyjne nagłówek
TDM a multipleksacja etykietowana multipleksacja etykietowana ATM pakiet ATM pole informacyjne nagłówek multipleksacja z podziałem czasu początek ramki TDM szczelina czasowa pole informacyjne kanał 1 kanał 2 kanał 3 kanał n
Komutacja kanałów i pakietów (1) Komutacja kanałów połączenie jest identyfikowane przy pomocy indeksu pozycji kanału w ramce transfer informacji jest poprzedzony fazą zestawiania połączenia (realizowany przez sygnalizację) istnieje potrzeba synchronizacji strumienia danych ze źrodła w ramce czasowej Komutacja pakietów połączenie jest identyfikowane przez etykietę (label) generowanie i wysylanie komórek przez źródla jest niezależne od sieci (stąd nazwa Asynchronous Transfer Mode)
Komutacja kanałów i pakietów (2) Komutacja kanałów zalety: transparentność sieci, niezależność od protokołów, nie wystepuje jitter wady: brak możliwości dostosowania wielkości wykorzystanego pasma do intensywności przenoszenia informacji Komutacja pakietów zalety: realizowana optymalizacja wykorzystania zasobów łączy, pasmo dostępne na żądanie, technika dostosowana do ruchu porowatego (bursty) wady: silna zależność od stosowanych protokołów, zmienne i mało przewidywalne opóźnienie transmisji pakietów technika ATM implementuje pozytywne cechy obu technik
Podstawowe trendy Dążenie do wykorzystywania docelowo tylko jednej sieci (jednego typu), usługi multimedialne, usługi inteligentne, duża przepływność do użytkownika końcowego, ochrona istniejących inwestycji selektywność usług, QoS vs neutralność sieci, chmury (wirtualizacja)
Podsumowanie Ewolucja sieci szerokopasmowej Wzrastająca rola komutacji pakietów i protokołu IP Stymulujaca rola rozwoju usług oraz konkurencji na rynku telekomunikacyjnym
Literatura Rekomendacje ITU Dokumenty IETF (RFC i drafty) Dokumenty standaryzacyjne ATM Forum D. Ginsburg, ATM. Solutions for enterprise networking, Addison-Wesley, 1999 K. Nowicki, J. Woźniak, Sieci LAN, MAN, WAN, Wydawnictwo Fundacji Postępu Telekomunikacji Materiały wykładowe: http://kt.agh.edu.pl/~wajda Artykuły z IEEE Communications Magazine
Dziękuje za uwagę!