TOBB ETÜ BİL 552 Internet Architecture Mehmet Özdem
İnternet Erişim Şekilleri Chapter 4
PSTN End-user Applications Network and Service Management Core Internet Servers Databases Feature Servers Access Server Wired Wireless Residence/Small Business Access Coax Core IP MPLSNetwork Broadband Access Server/MUX Wired Large Business Access Wireless Wireless Mobility Solution Wireless Mobility Access
KONULAR Erişim Teknolojileri Karşılaştırması Çevirmeli Erişim- Dial–up ISDN Geniş Bant erişim xDSL Metro Ethernet Kablo Modem FTTx Kablosuz Erişim Mobil Erişim WiFi WiMax
Çevirmeli Erişim Dial up erişimde kullanıcı tarafında bir modem kullanılır. Erişilecek yerde (servis sağlayıcı) yine modemler vardır. Bunlar Remote Access Server olarak adlandırılırlar. 10.04.2017
Çevirmeli Erişim Topolojisi Softswitch SS7 Network RAS MEDIA GATEWAY SMC NMC IP NETWORK PSTN Dial-Up modem
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. 10.04.2017 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 10.04.2017 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. 10.04.2017 BİL 456/552 İnternet Mimarisi
ISP Santral Internet BRI PRI E1/T1 BRI – 64 kbps veya 128 kbps, PRI – 2 Mbps E1 - 2 Mbps 10.04.2017 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. 10.04.2017 BİL 456/552 İnternet Mimarisi
10.04.2017 BİL 456/552 İnternet Mimarisi
xDSL ile Diğer Erişim Teknolojileri Kıyaslanması Web Page 2MB Image 16MB Movie 72MB 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
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)
Any ISDN TA or Pipeline Product Bağlantı Özetleri Analog / POTS Inside Wire ISDN Modem ISDN TA IDSL DSLPipe-S (SDSL) Telephone Company Central Office Any ISDN TA or Pipeline Product SDSL ADSL Home User Telecommuter Remote Office Distribution System DSLPipe-C/D (ADSL) CO Switch PSTN ISP Network Corporate Network Copper Loops DSLAM Farklı DSL Opsiyonları xDSL Tüketiciye yönelik bir teknoloji SDSL / IDSL / HDSL-2 (G.SHDSL) Firmalara Yönelik
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
SDH/ PDH veya dark fiber ADSL Topoloji SDH/ PDH veya dark fiber PSTN Internet DSLAM IP/MPLS ALTYAPISI SAHA DOLABI
(Service Selection Gateway) Örnek ADSL Abonesi Taşınması DSLAM PSTN ADSL Splitter ADSL CPE IP/MPLS Şebekesi 1GE V5.2 Telefon PC ABONE-1 Voice Gateway PSTN INTERNET 1 GE SSG (Service Selection Gateway) SSG ADSL DSLAM Splitter AAA ADSL CPE Management System DHCP LDAP Telefon PC ENVANTER SSS BACKUP ABONE-2 RAPOR SUNUCU SİSTEMLERİ
G.SHDSL G.SHDSL ; (Symmetric high-bit-rate Digital Subscriber Line) 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
VDSL VDSL (Very high-bit-rate Digital Subscriber Line) ; 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
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; Ethernet teknolojisinin yaygınlığı, esnekliği ve basitliği ile Optik teknolojisinin güvenilirlik, ölçeklenebilirlik ve erişim özellikleri birleştirilerek hızlı, kolay, güvenilir servis verilmesi mümkündür.
Metro Ethernet Topolojisi METRO ETHERNET BAĞLANTILARI INTERNET IP/MPLS Şebekesi Müşteri sw Müşteri ODF Fiber Optik Sonladırma Kutusu ISP ODF
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
7750 Service Router Overview VLL Alcatel University 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. PE B Virtual Leased Line Link PE A PE C IP / MPLS Network PE D Product Overview
Virtual Private LAN Service (VPLS) 7750 Service Router Overview VPLS Alcatel University Virtual Private LAN Service (VPLS) Çok uçlu ethernet servisi Layer 2 servisi Protokol Bağımsız PE A PE C PE B PE D IP / MPLS Network IP/LSP Full-Mesh VPLS Service Product Overview
7750 Service Router Overview L3 VPN Alcatel University 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. MP-BGP Route Exchange For all Services VPRN Service Red RI-1 RI-2 PE B PE A PE C RI-1 RI-1 RI-2 RI-2 VPRN Service Green IP / MPLS Network RI-1 PE D RI-2 Product Overview
KABLO ERİŞİM Coax Kablo Headend Geçilen Ev= 9 Abone Oranı= 7/9 (~77%) Abone Bağlantısı Splitter Amplifier
MOBİL ERİŞİM
Mobil İletişimin Gelişimi
Mobil İletişimin Tarihi 1994-1995 2000 2G-Voice 2.5 Data 3G/3.5G 3.75G 4G 1.Family GSM (200khz) GPRSEDGE (200khz) UMTSHSPA (5MHz) HSPA+ LTE 2.Family IS-136 CDMA (1.25MHz) CDMA IS95/2000 EUDO REV0(2.4MHz)/REV A(1.25MHz) Amerika- CDMA (Code Division Multiple Access) Avrupa-GSM (Global System for Mobile Communications ) GPRS (General Packet Radio Services) EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) Wi-Max in dezavantajı mobilciler tam destek vermemesi ve evlerde kocaman anten gerektirmeleridir. Dünyanın %80i GSM %20si CDMA kullanmaktadır. 1.Aileden işe başlanmış ise yani ülke GSM ile başlamışsa ileride CDMA’ye dönmek çok maliyetli Mehmet dene
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. UMTS: Universal Mobile telecommunicaiton System HSDPA: High Speed Downlink Packet Access HSUPA: High Speed Uplink Packet Access
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. 3 GPP: 3 Generation Partnership Prject
10.04.2017 BİL 456/552 İnternet Mimarisi Bit rate in kbps 400 350 300 250 200 150 100 50 10.04.2017 BİL 456/552 İnternet Mimarisi 9.6kbps 14.4kbps HSCSD GPRS EDGE Technology
10.04.2017 BİL 456/552 İnternet Mimarisi
10.04.2017 BİL 456/552 İnternet Mimarisi
Kablosuz Bilgisayar Ağ Standartları 802.15 WPAN (Wireless Personal Area Network) Bluetooth, UWB, Zigbee Yakın mesafelerde ve düsük hızlarda cihazlararası bağlantı yapmak amacıyla kullanılır. Printer kablosu, seri kablo gibi kablolara alternatif 802.11 WLAN (Wireless Local Area Network) WiFi Yerel bilgisayar ağlarını kablosuz hale getirmekte kulanılır Ethernet kablolarına alternatif 802.16 WWAN (Wireless Wide Area Network) WiMAX Dış ortamlarda geniş kapsama alanları oluşturarak ADSL ve Kablonet’e alternatif
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 10.04.2017 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 10.04.2017 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. 10.04.2017 BİL 456/552 İnternet Mimarisi
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
Wi-Max Dezavantajları Wimax için kullanılan bandın lisanslamaya tabi olması sebebiyle ekstra kurulum ve işletim maliyeti getirmesi. Kullanıcı açısından düşünüldüğünde Wimax'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.
Wi-Max Uygulaması
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
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
Kablosuz İletişim Teknolojileri