ТУТ ХУЙ ПОЙМИ, СНАЧАЛА СКАЗАЛ МАРШРУТИЗАТОР ТОЛЬКО НА 3, ПОТОМ НА 1,2,3
Код Морзе – оригинальный двоичный неравномерный код. Неравномерный – кодовые слова имеют разную длину
Белл – электрический телефон
ITUМеждународный союз электросвязи – международная организация, в задачи которой входит определение рекомендаций в области телекоммуникаций и радио
Сектора:
ITU-T-электросвязь
ITU-R-радиосвязь
ITU-P-развитие электросвязи
Стандарты позволяют упростить взаимодействие телекоммуникационных систем и продавать оборудование в разных местах без существенной адаптации
ITUрешает вопросы регулирования радиочастот
ETSI–Европейский институт по стандартизации в области телекоммуникаций
ETSIи ITUработают согласованно
IEEEI triple E — «Ай трипл и»Институт инженеров электротехники и электроникимеждународная некоммерческая ассоциация специалистов в области техники, мировой лидер в области разработки стандартов по радиоэлектронике, электротехнике и аппаратному обеспечению вычислительных систем и сетей
IETFсоюз интернета, регулирует чет все про коммутацию пакетов и интернет
3GPP - консорциум, разрабатывающий спецификации для мобильной телефонии. Создан в 1998 году.
1 поколение мобильной связи – аналоговая передача
2 поколение мобильной связи – GSM – глобальный стандарт цифровой мобильной сотовой связи с разделение каналовпо времени TDMA и частотеFDMA
GPRS — надстройканадтехнологиеймобильнойсвязи GSM
EDGE - цифровая технология беспроводной передачи данных для мобильной связи, которая функционирует как надстройка над 2G и 2.5G -сетями.
|
|
|
Термин WCDMA (3GPP Release 4) также используется для описания самостоятельного стандарта сотовой сети, проектировался как надстройка над GSM и работает в диапазоне 1900—2100 МГц.
WCDMA выбрана большинством операторов сотовой связи для обеспечения широкополосного радиодоступа с целью поддержки услуг 3G.
HSPA — технология беспроводной широкополосной радиосвязи, использующая пакетную передачу данных и являющаяся надстройкой к мобильным сетям WCDMA
LTE (Long - TermEvolution — долговременное развитие, часто обозначается как 4G LTE) — стандарт беспроводной высокоскоростной передачи данных для мобильных телефонов и других терминалов, работающих с данными. Он основан на сетевых технологиях GSM/EDGE и UMTS/HSPA, увеличивая пропускную способность и скорость за счёт использования другого радиоинтерфейса
Сеть связи – комплекс технических средств, предназначенных для обмена информацией
В какой-то момент перешли от ручного коммутирования телефонной сети из-за нагрузки на сеть, экономии на людских ресурсах.
Скорость автоматического коммутирования намного выше
ТФоП- телефонная сеть общего пользования
|
|
|
Существовали приборы – искатели, для поиска линии требуемого абонента
1) Контактное поле для подключения линий абонентов, 10 на 10
2) Щетка куда подключается контакт вызывающего абонента
3) Вращающий электромагнит
4) Подъемный электромагнит
АТС – автоматическая телефонная станция
Координатная АТС – линии абонентов расположены на координатной сетки, по которой с помощью электромагнитов движется штука для подключения
Квазистационарная АТС
Плата АКМ – 8 абонентских комплекта. В АТС 4 таких платы
У каждой платы четыре соединительных линии между АКМ и КПЛ
Плата КПЛ – коммутационное поле. На АТС 1 КПЛ
Плата ТЦП – плата управления. Процессор, память, схема соединительных линий
Аналоговый сигнал – непрерывный сигнал данных, описывается функцией времени, имеет непрерывное множество возможных значений
Дискретный сигнал – прерывный сигнал, который изменяется по времени и принимает любое значение из списка возможных значений
Цифровой сигнал –сигнал электросвязи,у которого каждый из представляющих параметров описывается функцией дискретного времени и конечным множеством возможных значений
Теорема Котельникова и канал тональной частоты
|
|
|
Аналоговый сигнал, спектр которого ограничен сверху частотой Fmax, может быть однозначно представлен дискретными отсчетами, которые взяты с периодом 1/(2Fmax)
Квантование – отсчеты аналогового сигнала, взятые через промежутки времени, которые кратны периоду дискретизации, округленные (округленном???) до ближайшей величины из множества фиксированных дискретных значений (256 значений)
Телефония – вид электросвязи, предназначенный для обмена информацией в форме речи
Канал Тональной частоты ТЧ – канал с полосой пропускания от 300 до 3400 Герц
В ISDNКТЧ шире вышеуказанных рамок
Кодирование
РЦК 64 кбит/сек
Цифровой тракт Е1 2048 кбит/сек
Первичная сеть – совокупность линий передачи, сетевых узлов и сетевых станций, образующих сеть типовых каналов передачи и сетевых трактов
Первичная сеть делится на:
Магистральную – соединяет внутризоновые первичные сети: края, области и тд
Зоновая – соединяет города внутри субьекта РФ с областным центром
Местные и локальные – внутри города или сельского района
Архитектура Взаимосвязанной сети
МПС – ВзПС – СМП – ВзПС – МПС
МПС – Местная Первичная сеть
ВзПС – внутризоновая ПС
|
|
|
СМП – магистральная ПС
Топологии телефонных сетей:
Полная – гибкая, надежная, все связаны со всеми, дорого
Радиальная – есть центральный узел, нет возможности создать обходные пути
Радиально-узловая – центральные узлы радиальных находятся в своей радиальной
Комбинированный – наиболее центральные узлы находятся в сети «каждый с каждым»
Оценка качества телефонной связи:
1) Обслуженная телефонная нагрузка за промежуток времени – суммарное время занятия всех соединительных путей за промежуток времени
2) Поступающая телефонная нагрузка за промежуток времени – обслуженная нагрузка, если бы каждому поступающему вызову был бы предоставлен один из соед. Путей
3) Потерянная телефонная нагрузка за промежуток времени – часть от всей поступающей нагрузки, не обслуженная из-за отсутствия соединительных путей
Коммутируемая сеть связи – путь передачи сообщений между пользователями устанавливается только на время передачи этих сообщений и под воздействием адресной информации, определяемой пользователем, инициирующим соединение
Некоммутируемая сеть связи – путь передачи информации между пользователями определяется предварительным соглашением между пользователями и владельцем (оператором) сети и организовывается вне зависимости от фактического времени передачи информации
Сетевые узлы – элементы сети, которые организуются на пересечении нескольких линий передачи и служат местом установки каналообразующей аппаратуры систем передачи и осуществляющей переключение каналов или их групп, принадлежащим разным компаниям
Сетевые станции – оконечные устройства первичной сети, предназначенные для подключения потребителя к этой сети
Вторичная сеть – в основе лежат первичные сети связи, включает в себя абонентские установки, абонентские линии, узлы коммутации
Различают следующие вторичные сети:
Телефонная
Передачи данных
Телеграфная и другие
Узел коммутации УК – совокупность технических или программных средств для приема, обработки, распределения и передачи сообщений или вызовов
По способам коммутации различают
Коммутацию каналов, реализует установление соединения по вызову
Коммутацию сообщений – прием, обработка, хранение и транзит сообщений
Коммутацию пакетов – прием, обработка, хранение, транзит пакета
Гибридную или адаптивную коммутацию
Кросс – устройство ввода/вывода входящих и исходящих каналов, где осуществляются долговременные (кроссовые) соединения.
Подключаемы канали и линии передачи делятся на:
Каналы и линии (КиЛ) некоммутируемой сети связи – проходят только через кросс
КиЛ коммутируемой сети связи – через кросс к оборудованию коммутации каналов
КиЛ коммутируемой сети связи – через кросс к оборудованию коммутации сообщений (пакетов)
Абонентские линии – кроссируются на коммутационное оборудование
РАТС – Районированная АТС
ТА – телефонный аппарат
СЛ – соед линия
АЛ – абонентская линия
УВС – узел входящего сообщения
УИС – узел исходящего сообщения
АМТС – автоматическая междугородная телефонная станция
ЗТУ – зоновый телефонный узел
ОС – оконечная станция
УС – узловая станция
Основные аспекты международной сети:
Геогр. Расположение России
Соотношение эксплуатационных затрат на коммутационные станции и соединяющих их каналы для междугородных и местных сетей
В Составе Единой сети электросвязи РФ сети четырех видов:
Сеть связи общего пользования
Выделенные сети связи
Технологические сети связи, присоединенные с ССОП (первая в списке)
Сети связи специального назначения и другие сети связи
Сетевые технологии в телефонной сети общего пользования
Цифровизация ГТС
Сигнализация – обмен информацией, предназначенной для установления и завершения соединения, а также для управления сетью и обслуживания вызова
Виды классификации сигнализации:
По иерархии: абонентская, межстанционная
по видам сигналов: акустически, линейные, управляющие
В зависимости от звена (участка) сети различают следующие
виды сигнализации
абонентская - на участке между абонентским терминалом и
коммутационной станцией;
внутристанционная - между различными функциональными
узлами и блоками внутри коммутационной станции;
межстанционная
между различными коммутационными
станциями.
Еще один полезный способ классификации систем сигнализации
основан на функции передаваемых сообщений. С этой точки зрения
обычно выделяют три вида сигналов:
• АКУСТИЧЕСКИЕ, информирующие абонента об основных фазах
обслуживания вызова (например, «Ответ станции» и «Контроль
посылки вызова»);
• ЛИНЕЙНЫЕ, определяющие состояния каналов и устройств
коммутации в процессе установления и завершения соединения (в
частности, «Занятие» и «Ответ абонента»);
• УПРАВЛЯЮЩИЕ (РЕГИСТРОВЫЕ), содержащие информацию о
номере или адресе, которая необходима для организации связи.
Передача сигналов непосредственно по телефонному каналу, где сигналы
передаются постоянным током (DC signaling) или токами тональной частоты (в
пределах диапазона 300-3400 кГц). Системы сигнализации, использующие
данный способ передачи сигналов, получили название внутриполосные системы
сигнализации
Общий канал сигнализации
Передача сигналов по общему каналу сигнализации, где передача сигнальной
информации осуществляется по тракту, который предоставляется для целого
пучка телефонных каналов по принципу адекватного использования. В
данном случае сигналы передаются в соответствии со своими адресами и
размещаются в общем буфере для использования каждым телефонным
каналов как и когда это потребуется.
Перешли к нему из-за высокой стоимости оборудования, долгого времени работы и ограниченного состава сигналов
ОКС7 – набор сетевых протоколов, обеспечивающий обмен служебными сообщениями между телефонами и мобильными терминалами, а также между самими телефонными станциями
ОКС7 – совокупность 2 сетей: сеть коммутации каналов и сеть коммутации пакетов
Внеполосная сигнализация – не требуются те же пути установления соединения, что требуются для разговорного канала
Преимущества:
1) Передача большого объема данных при высоких скоростях 64 кбит/сек
2) Осуществляет не только в начале и конце вызова, но и в процессе
Звено сигнализации – отдельный цифровой канал, для обмена сигнальной информацией в системе ОКС7
Простейшая архитектура ОКС7
SSP – узел коммутации услуг
STPпара – транзитный пункт сигнализации
SCPпара – пункт контроля сигнализации
Тут пропуск сложно написано
Подсистема состоит из следующих элементов:
–– звена передачи данных (MTP1);
–– функций управления звеном сигнализации (MTP2);
–– функций управления сетью сигнализации (MTP3).
MTP1 представляет собой полнодуплексное физическое соединение, состоящее из двух физических каналов, передающих информацию в противоположных
направлениях с одинаковой скоростью.
MTP2 вместе с MTP1 образуют звено сигнализации, которое обеспечивает достоверную передачу сигнальных сообщений между двумя смежными пунктами
сигнализации.
Функции MTP2:
Кадровая синхронизация
Проверка ошибок при передаче одного кадра
Согласование скорости передачи
Повторная передача кадров, если в них были ошибки
Основные кадры MTP2:
MSU – кадр передачи сигнальных сообщение: установление, разрушение и тд
LSSU – кадр передачи информации о сигнальном сообщении и о состоянии соединения сигнализации
FISU – не несет информации, называется пустым.Применяется для передачи положительных и отрицательных подтверждений при отсутствии других типов сигнальных единиц.
MTP3 – основная функция, маршрутизация
SCCP
SCCP – система управления соединением каналов в сигнализации
Class 0
Класс 0
Формирование соединений без согласования между терминалами.
Class 1
Класс 1
Формирование соединения с учётом номера последовательности при передаче. Не ориентировано на соединение.
Class 2
Класс 2
Формирование соединения с предварительным согласованием, после происходит передача.
Class 3
Класс 3
Формирование соединения с предварительным согласованием, после которого происходит передача данных с контролем скорости передачи.
TDMA - временное мультиплексирование – аналоговое или цифровое мультиплексирование, в котором несколько сигналов или битовых потоков передается одновременно как пол(под???)каналы в одном коммутационном канале
Коммутация на основе техники разделения частот разрабатывалась в расчете на передачу непрерывных сигналов. При переходе к цифровой форме представления голоса была разработана новая техника мультиплексирования, ориентирующаяся на дискретный характер передаваемых данных.
Эта техника носит название мультиплексирования с разделением времени (Time Division Multiplexing, TDM). Реже используется и другое ее название — синхронный режим передачи (Synchronous Transfer Mode, STM) (рис. 39).
Аппаратура TDM-сетей — мультиплексоры, коммутаторы, демультиплексоры — работает в режиме разделения времени, поочередно обслуживая в течение цикла своей работы все абонентские каналы. Цикл работы оборудования TDM равен 125 мкс, что соответствует периоду следования замеров голоса в цифровом абонентском канале. Это значит, что мультиплексор или коммутатор успевает вовремя обслужить любой абонентский канал и передать его очередной замер далее по сети. Каждому соединению выделяется один квант времени цикла работы аппаратуры, называемый также тайм-слотом. Длительность тайм-слота зависит от числа абонентских каналов, обслуживаемых мультиплексором TDM или коммутатором.
Мультиплексор принимает информацию по N входным каналам от конечных абонентов, каждый из которых передает данные по абонентскому каналу со скоростью 64 Кбит/с - 1 байт каждые 125 мкс. В каждом цикле мультиплексор выполняет следующие действия:
- прием от каждого канала очередного байта данных;
- составление из принятых байтов кадра, называемого также обоймой;
- передача уплотненного кадра на выходной канал с битовой скоростью, равной N×64 Кбит/с.
Системы подвижной связи )СПС(
Мобильность хотя бы одного абонентов
Отсутствие проводного соединения
Эволюция СПС
Бесшнуровыетелефонныесистемы (DECT, digitalenhancedcordlesstelecommunication,на частотах 1880—1900 МГц с модуляцией GMSK (BT = 0,5), используется в современных радиотелефонах.)
Пейджинговые системы
Транкинговыесистемы (TETRATransEuropeanTrunkedRadio)
Беспроводные локальные комп сети WLAN
Спутниковая связь
Сотовая связь
TETRA – открытый стандарт цифровой транкинговой радиосвязи, разработанный европейским институтом телекоммуникационных стандартов ETSI. Используется в аварийных, пожарных, спасательных и охранных службах
Point-to-multipointтопология точка-многоточка
СЕТЕВЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОДВИЖНОЙ
СВЯЗИ
Разделение области охвата мобильной радиосвязью на отдельные зоны, называемые сотами;
Наличие значительного количестварадиопередатчиков (как минимум, по одному на соту)низкой мощности с небольшими зонами передачисигналов;
Повторное применение частот в несмежных сотах,позволяющее повысить эффективность использованиявыделенного частотного диапазона;
Централизованное управление обслуживаниемвызовов для обеспечения мобильной связи приперемещении подвижного абонента из соты в соту.
Сотовая связь – сеть разделенная на географические участки – соты
У каждой сотый свой частотный диапазон, который можно повторно использовать в других сотах
В одной соте 600-800 мобильных аппаратов
Соты шестигранные из-за минимальных затрат на максимальную площадь
Хэндовер - переключение абонента с одного радиоканала и/или
временного интервала на другой радиоканал или временной
интервал, как правило, без уведомления абонента об этом
изменении
CDMA (Code Division Multiple Access ) - технология связи,, при
которой каналы передачи имеют общую полосу частот
TDMA (Time Division Multiple Access — множественный доступ с
разделением по времени) — способ использования радиочастот,
когда в одном частотном интервале находятся несколько
абонентов, которые используют разные временные слоты
(интервалы) для передачи
GSMработает на частотах 800 и 1600 МГц
АРХИТЕКТУРА GSM
BTS - базовая приемопередающая
станция
TRAU - блок перекодировки и
адаптации
MSC - центр коммутации подвижной
связи
HLR - домашний регистр
VLR - гостевой регистр
местонахождения
EIR - регистр
идентификации оборудования
AuC - центр аутентификации
SMSC – SMS-центр
SUBSCRIBER IDENTIFICATION
MODULE
Base station subsystem
BASE STATION SUBSYSTEM
Подсистема базовой станции (BSC – Base Station Controller) – один из
основных элементов систем подвижной связи, ответственный за передачу
голосового и сигнального трафика между мобильным терминалом
абонента и подсистемой сети и коммутации
Контроллер базовой станции отвечает за создание каналов передачи данных, переключение частот, обслуживание вызова в пределах базовых станции, к которым относится
Home Location Register
HOME LOCATION REGISTER
HLR (Home Location Register) – базаданных, котораясодержит
информациюобабонентесети GSM-оператора
Visitors Location Register
VISITORS LOCATION REGISTER
VLR (Visitors Location Register) – временнаябазаданныхабонентов,
которыенаходятсявзонедействияопределённогоцентрамобильной
коммутации.
Центр мобильной коммутации (Mobile Switching Center) –
специализированная автоматическая телефонная станция,
обеспечивающая возможность связи с коммутацией каналов, управления
мобильностью и предоставления сервисов GSM для мобильных телефонов
внутри зоны своего обслуживания.
Задачи:
Направление вызова абонентам в соответствии с информацией об их положении
Осуществление исходящих вызовов другим абонентам/сетям
Организация хэндовера
Сигнализация в мобильных сетях второго поколения
СИГНАЛИЗАЦИЯ В МОБИЛЬНЫХ СЕТЯХ
ВТОРОГО ПОКОЛЕНИЯ
MAP (Mobile Application Part) - протокол, позволяющий узлам
сети GSM обмениваться информацией друг с другом с целью
предоставления таких услуг, как:
• Роуминг
• Хэндовер
• Маршрутизация входящих вызовов
и SMS
• Аутентификация абонента.
Mobile Application Part (MAP, Подсистема Мобильных Приложений) представляет собой протокол стека ОКС-7, который обеспечивает прикладной уровень для различных узлов в сетях GSM и UMTS для мобильных сетей и основных сетей GPRS для связи друг с другом, чтобы предоставлять услуги пользователям. MAP - это протокол прикладного уровня, используемый для доступа к регистру локального местоположения, регистру местонахождения посетителя, мобильному коммутационному центру, регистру идентификации оборудования, центру аутентификации, центру обслуживания коротких сообщений и обслуживающему узлу поддержки GPRS (SGSN).
Предоставляемые возможности
· Услуги мобильной связи: управление местоположением (для поддержки роуминга), аутентификация, управление информацией о подписке на обслуживание, устранение неисправностей,
· Эксплуатация и обслуживание: отслеживание абонентов, получение IMSI абонента
· Обработка вызовов: маршрутизация, управление вызовами во время роуминга, проверка доступности подписчика для приема вызовов
· Дополнительные услуги
· Сервис коротких сообщений
· Услуги протокола передачи пакетов (PDP) для GPRS: предоставление информации о маршрутизации для GPRS-соединений
· Услуги управления сервисом местоположения: получение местоположения абонента
UMTS – технология сотовой связи разработана ETSIдля внедрения 3Gв Европе
W-CDMA – надстройка над GSM, 1800-2100 мгц, технология радиоинтерфейса с широкополосным множественным доступом с кодовым разделением каналов
3Gработает на 2100 мгц
На стороне базовой станции каждому из множества информационных потоков, предназначенных для какого-то числа абонентов присваивается какая-то своя псевдослучайная кодовая последовательность
Потоки бинарные (нули и единицы) модулируются своей последовательностью, несущая частота модулируется сложным результирующим широкополосным сигналом
Далее сигналы идут в суммирующее устройство
Далее в эфир
В устройстве ВЧ сигнал преобразуется в НЧ сигнал, далее в коррелятор, в другой вход коррелятора поступает псевдослучайная последовательность, на выходе коррелятора полезный сигнал возникает только, если в сложном сигнале присутствует нужная псевдослучайная последовательность
Виды дуплексных каналов
FDD – прямой и обратный каналы связи на разных частотах, можно передавать одновременно
TDD – одинаковая частота, но разные временные интервал
Нисходящий канал – прямой, от базовой станции к телефону
Восходящий – обратный, от телефона к базовой станции
FDDи TDDисключают интерференцию (наложение) сигналов
FDDдля симметричного трафика (реального времени), голосовое общение
TDDдля асимметричного трафика, специфичные случаи
FDDи TDDмогут применяться совместно
FDDгарантируют большую скорость передачи
Интернет вещей – свои стандарты, скорости передачи намного меньше, байты/килобайты
Виды трафика в UMTS:
Речевой – низкая допустимая задержка и низкий джиттер, важна синхронизация, одинаковая скорость в обоих направлениях
Интерактивных услуг – высокие требования к вероятностям ошибок, менее важна задержка
Потоковый – односторонняя передача данных, 99% в одном направлении, чувствителен к ошибкам
Фоновый – невысокие требования к всему, кроме ошибок, незначительные объемы трафика
_____________
Джиттер – нежелательные фазовый или частотные отклонения передаваемого сигнала, помеха
3GPP
Release 99 - совместная работа двух сетей
Часть с разделением каналов, часть с разделением пакетов
Ввел W-CDMA
Остались многие элементы GSM (EIR, HLR)
UE – оборудование пользователя
Каждая базовая станция Nodeвключена в контроллер RNC радио нетворк контроллер (управляет радиоресурсами базовых станций)
Сохранение старых элементов нужно было для поддержания уже установленного оборудования
Мягкий (незаметный) хэндовер, без пропажи/ухудшения соединения
В Release 99 переход GSM-3G (и обратно) был жестким, заметным, изменение скорости
Появились шлюзы SGSNGGSNдля подключения к другим сетям че-то там
Release 4 – базовая сеть стала распределенной, распределенные коммутаторы, шлюзы MGW, сервера MSC
Уменьшились габариты оборудования
Медиашлюз (MGW) преобразует медиатрафик между сетями разным типов
GW –gateway
Релизы 3G
Хронология релизов
Топология (архитектура) 3Greleaseрелиз 99
Верхняяполовинка GSM, нижняя 3G W-CDMA WCDMA
2 GMS (Mobile station) – мобильный телефон или какое-либо другое абонентское оборудование
2G BTS (Base Transceiver Station) – базоваястанциясетей 1G и 2G. Входит в состав системы базовых станций (BSS). Главная задача базовых станций – это создание радио соединения между MS и BSS. Именно базовые станции создают покрытие сети сотовой связи. BTS не принимает самостоятельных решений и работает на основе инструкций получаемых от BSC.
2G BSC (Base Station Controller) – контроллербазовыхстанций. Это главный элемент системы базовых станций (BSS). Он выполняет следующие функции:
Управление транспортными каналами между BSC и BTS, а также между BSC и TC, TC и MSC.
Управление радиоканалами
Управление хэндоверами между разными BTS и BSC
Управление передачей пакетных данных (GPRS и EDGE)
Предоставление функций управления и обслуживания для персонала.
2 GBSS (Base Station System) – система базовых станций сотовой связи стандарта GSM. Главной задачей BSS является установление, поддержание и разрушение соединение между MS (Mobile station) и NSS (Network Switching System), а также между MS и пакетной сетью передачи данных. Включает в свой состав BSC (Base Station Controller) – контроллер базовых станций, BTS (Base Transceiver Station) – базовая станция, а также TRAU/TC (Transcoding Rate and Adaptation Unit) - транскодер.
2 GMSC (Mobile Switching Center) - коммутатор мобильных сетей связи 1G и 2G. Представляет собой АТС (автоматическая телефонная станция) с рядом специфичных для сотовой связи функций. Поэтому многие MSC известных производителей представляют собой модификации городских телефонных станций и выполнены на тех же платформах.
2 GGatewayMSC (G-MSC)
G-MSC (GatewayMSC) – шлюзовой коммутатор мобильной сети для сетей стандартов GSM, UMTS. Представляет собой MSC с интерфейсами к другим телефонным сетям. Практически все MSC операторов сотовой связи являются G-MSC, т.к. MSC без доступа во внешние сети сможет коммутировать только лишь внутреннюю нагрузку данной сети сотовой связи. Сети такого типа достаточно редко используются на практике.
Если объем исходящего во внешние сети связи трафика достаточно высок, то GMSC может быть реализован в виде отельного коммутатора. Если в качестве GMSC используется отдельное устройство, непредназначенное для коммутации внутренней нагрузки, то к нему по возможности подключаются сразу несколько MSC
ТФОП – телефонная сеть общего пользования
СПС – сеть подвижной связи
ОбщееEIR (Equipment Identity Register) - регистр идентификации абонентского оборудования. Он относится к NSS (Система коммутации) сетей стандартов GSM и UMTS. Представляет собой базу данных с информацией об оборудовании абонентов с указанием: можно ли данному оборудованию зарегистрироваться в сети или нет.
ОбщееHLR (Home Location Register) – домашний регистр местоположения. HLR входит в состав NSS (Система коммутации) сетей 2G и 3G и представляет собой большую базу данных, с очень маленьким откликом на запрос и предназначен для хранения абонентских данных.
ОбщееAUC (Authentication Center) – центр аутентификации абонентов. Он входит в состав NSS (Система коммутации) сетей 2G и 3G. AUC представляет собой базу данных, в которой хранятся данные необходимые для аутентификации абонентов, т.е. контроля доступа абонентов в сеть. Эти данные называются триплетами. Саму проверку выполняет MSC путем сравнения данных полученных от оборудования абонента и из AUC.
3 GUE (User Equipment) – абонентское оборудование сетей стандартов UMTS и LTE. В отличие от сетей 1G и 2G абонентские терминалы в сетях 3G и 4G не ограничиваются лишь мобильными телефонами. Модули для доступа в сеть сотовой связи можно найти в очень многих привычных нам устройствах как бытового, так и промышленного назначения. Причем это могут быть не только мобильные устройства, но и стационарные
3 GRNC (Radio Network Controller) – контроллер сети доступа сети сотовой связи стандарта UMTS. RNC является центральным элементом сети радиодоступа (RAN –radio access network) и выполняет следующие задачи:
Управление всеми интерфейсными каналами к другим элементам сети (NodeB, MGW, MSC-S, SGSN)
Управление радио ресурсами на интерфейсе между базовой станцией (NodeB) и оборудованием абонента (UE)
Установление поддержание и разъединение соединений через RAN для голосовых, пакетных и других видов услуг.
Приоритезация пакетного трафика для различных абонентов.
Контроль качества на радио соединениях
Шифрование трафика на всех интерфейсах
Управление хэндоверами (внутри RAN, между различными RAN)
3 GSGSN (Serving GPRS Support Node) - узел обслуживания абонентов пакетной сети передачи данных сетей GSM и UMTS для технологий GPRS, EDGE, HDPA. Это аналог MSC для пакетной сети передачи данных. Функции, которые выполняет SGSN:
Активация услуги передачи данных.
Обновляет информацию о местоположении абонентов при их перемещении между RA и PLMN.
Инициация пейджинга абонентов при входящем запросе из внешних сетей передачи данных.
Начисление стоимости за оказанный объем услуг по пакетной передаче данных (биллинг).
3 G GGSN (Gateway GPRS Support Node) – шлюзовой узел поддержки GPRS. GGSN служит для передачи пакетных данных во внешние сети, такие как Интернет для сетей сотовой связи стандартов GSM, UMTS, LTE. Является аналогом GMSC
3G ????? MGW (Media gateway) – элемент сети сотовой связи стандарта UMTS, предназначенный для коммутации абонентской нагрузки. В сети стандарта UMTS система коммутации (CN) в отличие от сети стандарта GSM претерпела ряд изменений, одно из которых – это разделение MSC на два элемента MSC-S и MGW. MSC-S выполняет ряд функций по обработки сигнализации и управляет MGW. Весь абонентский голосовой трафик коммутируется в MGW под управлением MSC-S. Таким образом, MGW представляет собой коммутационное поле, к которому подключены интерфейсы к сети абонентского доступа и внешним голосовым сетям. Один MSC-S может управлять сразу несколькими MGW
Шлюзы нужны для соединения сети 3Gс другими сетями: ТФОП, СПС, ipсеть
Ширина канала 3G5МГц
спектр частот: 1885 МГц — 2025 МГц для передачи данных в режиме «от мобильного терминала к базовой станции» и 2110 МГц — 2200 МГц для передачи данных в режиме «от станции к терминалу». Как ответ пойдет вроде 1900-2100 МГц
LTE
eNodeB (eNB) – базовая станция сети стандарта LTE. Она является аналогом NodeB для сети UMTS и BTS для сети GSM. Основной задачей eNodeB является преобразование сигнала пришедшего от SGW в высокочастотный сигнал и передать его через секторные антенны (антенну). Именно eNodeB отвечает за покрытие сети LTE и является шлюзом между абонентским терминалом и сетью LTE.Сжатие заголовков пакетов, шифрование, выбирает блок управления мобильностью (при включении UE), выполняет функции HLRи VLR, маршрутизацию в пользовательской плоскости (передача информации в обслуживающий шлюз ServingGateway), составляет отчеты(?)
То есть, eNodeBвзяла на себя некоторые управляющие функции
MME (Mobility Management Entity) – узел управления мобильностью сети сотовой связи стандарта LTE. Предназначен для обработки сигнализации, преимущественно связанной с управлением мобильностью абонентов в сети.
Работает только с сигнальной информацией (на рисунке только пунктирные линии в него входят и выходят)
Разделение блоков на передающие только пользовательскую и только сигнальную информацию позволяет независимо наращивать их пропускные способности
Функции MME – передача защищенной информации о точках доступа и осуществляет защищенное управление данными точками, осуществляет сопряжение нескольких сетей (2г, 3г), какие-то штуки с местоположением абонентов, выбирает обслуживающие шлюзы/шлюз пакетной сети, выбирает другой MMEпри хэндовере, роуминг, аутентификация
Serving GW (Serving Gateway, SGW) – обслуживающий шлюз сети стандарта LTE.
Занимается прием и пересылку пакетов данных, которые относятся к базовым станциям и UEэтих станций
Является якорной точкой при хэндовере, выполняет буферизацию(хранение) пакетов данных при нисходящем канале связи (от сети к абоненту), санкционированный перехват пользовательской информации при СОРМ, маршрутизация, маркировка пакетов транспортного уровня, формируются учетные записи пользователей, определения класс качества обслуживания, тарификация
Пакетный шлюз P-GW – шлюз к другим сетям передачи данных для сети LTE. Основная задача PGW заключается в маршрутизации трафика сети LTE к другим сетям передачи данных, таких как Интернет, а также сетям GSM, UMTS.Также сетям других операторов
Основные функции PGW:
фильтрация пользовательских пакетов
законный перехват трафика
распределение IP адресов для UE
управление скоростью и обеспечение начисления платы за оказанные услуги связи
Маркировка пакетов транспортного уровня
Обобщенная структура сети LTE
Разделение функции передачи и функции управления
Отдельные физические блоки, формирование функциональных связей между ними
В LTEдля этого есть домены и слои
Разделения по слоям (Стратум)
Между слоями различные логические интерфейсы
UEслева – пользовательская плоскость
EPCсправа – плоскость управления
AccessStratumсередина – слой радиодоступа
Non-AccessStratumверх – внешний радиодоступ
Слой UEобеспечивает передачу от пользователя в сеть и от сети к пользователю
Слой EPCнужен для передачи управляющих сигналов
Услуги LTE
PDP ( PacketDataProtocol) - набор параметров, описывающих текущее состояние пользователя или терминала по отношению к возможным услугам и способам их предоставления.
Для использования услуги надо активировать соответствующий PDPконтекст
Передача интернет файлов
HTTP (англ. HyperText Transfer Protocol — «протокол передачи гипертекста») — протокол прикладного уровня передачи данных, изначально — в виде гипертекстовых документов в формате HTML, в настоящее время используется для передачи произвольных данных. 7 уровень ОСИ
Протокол TCP (Transmission Control Protocol) – это сетевой протокол, который «заточен» под соединение. Иными словами, прежде, чем начать обмен данными, данному протоколу требуется установить соединение между двумя хостами. Данный протокол имеет высокую надежность, поскольку позволяет не терять данные при передаче, запрашивает подтверждения о получении от принимающей стороны и в случае необходимости отправляет данные повторно. При этом отправляемые пакеты данных сохраняют порядок отправки, то есть можно сказать, что передача данных упорядочена. Минусом данного протокола является относительно низкая скорость передачи данных, за счет того, что выполнение надежной и упорядоченной передачи занимает больше времени, чем в альтернативном протоколе UDP.
Протокол UDP (User Datagram Protocol), в свою очередь, более прост. Для передачи данных ему не обязательно устанавливать соединение между отправителем и получателем. Информация передается без предварительной проверки готовности принимающей стороны. Это делает протокол менее надежным – при передаче некоторые фрагменты данных могут теряться. Кроме того, упорядоченность данных не соблюдается – возможен непоследовательный прием данных получателем. Зато скорость передачи данных по данному транспортному протоколу будет более высокой.
WAP Wireless Application Protocol
Электронная почта
ISUP (англ. ISDNUserPart) — Прикладная Часть ISDN, часть Общеканальной системы сигнализации № 7, которая используется для установления телефонных соединений в Телефонной сети общего пользования. Она была описана в ITU-T, в рекомендациях серии Q.76x
Подсистема ISUP используется как в сетях ISDN, так и в ТфОП, а также в сетях подвижной связи и сетях передачи данных.
Подсистема ISUP поддерживает межстанционную сигнализацию в цифровой сети интегрального обслуживания (ISDN), обеспечивающую предоставление пользователям основных и дополнительных телефонных услуг с передачей как речи, так и неречевой информации, а также услуг ISDN, использующих сквозную сигнализацию. Сквозная сигнализация предполагает перенос сигнальной информации от исходящей станции до конечной станции назначения без анализа и обработки этой информации в промежуточных пунктах сигнализации. Сквозная сигнализация может быть обеспечена подсистемой ISUP двумя способами:
1. с использованием существующих транспортных средств подсистемы МТР — метод «pass along». Этот метод может использоваться для переноса информации, относящейся к уже установленному соединению, между двумя станциями. Перенос информации осуществляется по тому же сигнальному пути, который использовался для установления соединения.
2. с использованием расширенных транспортных возможностей, предоставляемых подсистемой управления сигнальными соединениями SCCP.
Сигнальный протокол подсистемы ISUP используется, прежде всего, для управления установлением соединения от станции вызывающего абонента до станции вызываемого абонента. Дополнительно к этому ISUP предоставляет средства для передачи информации, связанной с уже установленным соединением.
Интернет вещей – сбор телеметрии с разнообразных датчиков, счетчиков, контроллеров, автоматизация чего-то ни было
В ИВ используется даже GSM, потому что объемы данных (от датчиков и похожего) ничтожно малы по сравнению с медиаданными
Классификация по дальности действия:
Ближнего – умный дом, умный офис, вайфай, блютуз, их лучшие версии, какие-то сложные мэш сети
дальнего – лицензированного и нелицензированного диапазона частот
Интернет-вещей дальнего действия лицензированного диапазона частот
NB-IoT, CAT-M1 – «надстройки» над LTE
CAT-M1нужен для связи с движущимся объектами, фуры, поезда (?)
NB-IoT – для стационарных объектов, для локальных сетей(?)
В нелицензированном диапазоне частот проще развернуть сеть
IEEE 802.15.4, ZigBee 3.0, Thread, 802.11ah, Bluetooth-v.4.2, LoRa, Sigfox, «СТРИЖ»
Нелиценз сети можно глушить
В сети NB-IoTв устройствах нужны симкарты
Горнодобывающая промышленность
У сетей лицензированного диапазона выше безопасность (аутентификация, приватность пользователей, сетевая безопасность)
Специальные сервисы пакетного ядра
Преимущества eSIM
Коммутация пакетов
_____________________________
Принцип коммутации каналов. Передача непрерывных потоков информации с постоянной скоростью (как правило, 64 кбит/с (такая скорость у передачи речи по телеф. сетям))
Коммутация каналов – ТФОП, GSM
В основе принципа коммутации каналов лежит закрепление канальных ресурсов за общающимися терминалами на все время сеанса связи, независимо от его длительности.
Могут возникать перегрузки из-за неоптимального использования сети (канал есть, а абоненты молчат, например)
___________________________________________
Принцип коммутации пакетов. Трафик пачечечной структуры передается в широком диапазоне скоростей (от сотен бит/с до Тбит/с)
Есть полезная нагрузка (Payload)
Она делится на пакеты, каждый пакет дополняется заголовком с сигнальной информацией (всей информацией, нужной для полной и правильной передачи информации из А в Б)
Заголовки в пакетах – эквивалент сигнализации в каналах – эквивалент нервной системы человека
Физический канал – линия связи, радиоканал – среда, в которой распространяется сигнал
Логический канал – виртуальное соединение, например, последовательность пакетов одного сообщения
В одном физическом канале может быть Nлогических каналов
Пакеты накапливаются в узле(буферизация), поступают в коммутатор пакетов, исходя из заголовка и правил приоритетного обслуживания пакеты направляются в след узлы
Информация может идти абсолютно разными путями
При коммутации пакетов используются все пути, что обеспечивает бОльшую скорость, чем если бы какие-то из них простаивали
Но пакеты могут потеряться, задержаться и другие негативные явления
Критерии выбора маршрута
1) Минимальное число коммутационных узлов (минимал количество хопов)
2) Минимальная сетевая задержка
3) Максимально возможная пропускная способность выбр маршрута
Коммутатор пакетов (или узлы, хуй его знает) работают по правилу FIFO
ПравилоFIFOFirstInFirstOut – первым пришел, первым обслужен (при отсутствии пакетов приоритетного обслуживания)
Пакеты одного сообщения могут прибывать в случайном порядке из-за разных маршрутов
Сеть, неориентированная на соединения (СННС) - сеть, в которой пакеты одного логического канала на пути к пункту назначения проходят через разные пути (Маршрутизация датаграм, примеры: Ethernet, IP, UDP). Датаграмный режим, возможны потери, в пункте назначения есть возможность послать запрос на повторную передачу, в современном мире все сети СННС
Сети, ориентированные на соединения (СОНС) - сети, в которых для последовательности пакетов, связанных одним и тем же логическим каналом, выделяется один путь, называемый виртуальным каналом (Путь-ориентированная маршрутизация, примеры:ATM, FrameRelay) Реализация коммутации каналов на сети с коммутацией пакетов, НИНУЖНО, попытка возложить гарантированное качество комм. каналов на комм. пакетов, менее эффективно используется сеть
МодельОСИOSIopensysteminterconnection – модель взаимодействия открытых сетей
Набор стандартных уровней, определяющих процессы транспортировки и обработки информации в современных телекоммуникационных сетях
Модель ОСИ описывает принципы взаимодействия всех сетевых устройств в сетях с коммутацией пакетов
Набор правил для каждого уровня, как преобразовать данные для передачи их по сети
7 Уровень приложений - формирование данных (примеры: НТТР, FTP, Telnet m.д.) – оперирует данными, которые должны быть отправлены из пункта А в пункт Б, «формирование данных»
6 Уровень представления – кодировка (формат кода(????)), сжатие и защита данных (примеры: ASCII, JPEG, MPEG и т. д.)–нужен для верного определения данных в пункте назначения (кодировка текста, например)
5 Сеансовый уровень - управляет открытием, закрытием и поддержкой сессий (сеансов) – функция дублируется на 6 и 4 уровнях, уровень есть, а практики использования нет
На трех верхних 7 6 5 уровнях модели OSI данные обрабатываются и преобразуются целиком, без разбиения на части
4 Транспортный уровень - разбиение данных на сегменты для последующей передачи по сети, добавления (номера (????)) адреса транспортного уровня – порта (не физические бля, а логические) (примеры: TCP, UDP) данные делятся на сегменты (датаграммы)
Разница между протоколами TCP и UDP – в так называемой “гарантии доставки”. TCP требует отклика от клиента, которому доставлен пакет данных, подтверждения доставки, и для этого ему необходимо установленное заранее соединение. Также протокол TCP считается надежным, тогда как UDP получил даже именование “протокол ненадежных датаграмм. TCP исключает потери данных, дублирование и перемешивание пакетов, задержки. UDP все это допускает, и соединение для работы ему не требуется. Разница в скорости в пользу UDP
3 Сетевой уровень - маршрутизация данных через разные IP сети. Добавление заголовка IP, формирование пакета данных (примеры: IP)
2 Канальный уровень - передача данных через разные IP сети. Добавление заголовка второго уровня, формирование кадра (примеры: Ethernet).
1 Физический уровень - передача нулей и единиц по среде передачи данных.
Уровни 7,6,5,4 действуют на оконечных устройствах (компьютерах). Исключение фаерволл на 4 уровне
3 – маршрутизаторы
2 – коммутатор, маршрутизатор
1 – маршрутизатор, устройства, работающие с каким-нибудь оптоволокном, проводами, ну короче тудым-сюдым, передали нолики и единицы
ТУТ ХУЙ ПОЙМИ, СНАЧАЛА СКАЗАЛ МАРШРУТИЗАТОР ТОЛЬКО НА 3, ПОТОМ НА 1,2,3
Процесс перехода данных от 7 лвла к 1 называется инкапсуляцией (пункт отправления, компьютер А) – «упаковка данных»
От 1 к 7 называется декапсуляцией (Пункт назначения, Компьютер Б)
Процесс декапсуляции - Коммутатор взаимодействует только с MACадресом, далее данные переходят в маршрутизатор, кот. Взаимодействует с MACи IP, передается в конечное устройство, где проходит декодировка и передача в приложение
Основная задача коммутатора – перераспределение данных пользователей между своими портами в соответствии с их адресами назначения.
Дырки в коммутаторе называются портами
Дерево коммутаторов – в коммутатор подключен другой коммутатор и тд, иерархическая сеть.
Из коммутаторов можно построить сеть звезда.
Не делают сеть кольцо.Не работает, маршрутизаторы можно в кольцо
Таблица коммутации –порты коммутатора – мак адреса
Коммутаторы бывают управляемые (поддержка VLAN, управление через консольный порт или удаленно) и неуправляемые (домашние маленькие)
Существуют коммутаторы 3 уровня, которые частично могут выполнять функции маршрутизаторов
Основная задача маршрутизатора объединение IP-сетей и маршрутизация IP-пакетов в заданном направлении по пути, наиболее оптимальному в данный момент времени
Дырки в маршрутизаторе называются интерфейсами
Есть таблица маршрутизации
Нужно заполнить данные основного шлюза для выхода в глобальную сеть
Протоколы динамической маршрутизации
Дистанционно-векторные протоколы – путь считается оптимальным, если пакет на пути к цели
пройдет через меньшее количество маршрутизаторов (RIP, EIGRP)
Протоколы состояния - оценивают оптимальность пути исходя из его пропускной способности (примеры: OSPF, IS-IS) Вытеснила верхний вид
Виды связи
Simplex – односторонняя, теле/радиовещание, сигнал со спутников GPS
Half-duplex – двусторонняя связь, но в один момент времени может передавать только одна из сторон. Они «конфликтуют» за среду передачи. Радио (либо слушаешь, либо говоришь)
Full-duplex ( или просто дуплекс) – полноценная двусторонняя передача, оба устройства могут передавать. Телефон
Методы передачи данных
Unicast – передача данных единственному адресату
Broadcast – широковещательная передача всем устройствам
Multicast – передача группе устройств
По масштабу
LAN – локальная сеть, небольшое кол-во устройств на ограниченной территории, корпоративная сеть в отдельно взятом здании или этаже
За LANотвечает коммутатор по таблице коммутации
Маршрутизаторы стоят на границах LANдля сбора их в сети более высоких порядков
MAN Metropolitan area network городская сеть–LANывходятвMANы
WANWideAreanetworkглобальная
При коммутации каналов возможен только Unicast
ДоIP былиATM, Frame Relay
Преимущества IP
Масштабируемость – относительно легко увеличить, легко уменьшить
Универсальность – все сетевые сегменты, локальные-глобальные сети, передача голоса-видео-данных, проводные-беспроводные сети
Открытость – можно объединять разнородные сети с помощью шлюзов
Сеть Интернет - набор связанных между собой сетей, которые используют для коммуникации стек ТСР/IP, уникальное адресное пространство Интернет и принципы маршрутизации при транспортировке пакетов.
ICMP – команда ping
Модель ОСИ сделана ISO
TCP/IPсделана IETF по заказу минобороны США
Принципы построения сети интернет, ipшлюз это вроде маршрутизатор
Функции протокола IP определены следующим образом: Протокол IP обеспечивает передачу блоков данных, называемых датаграммами, от отправителя к получателям, где отправители и получатели являются компьютерами, идентифицируемыми адресами фиксированной длины (IP-адресами). Протокол IP обеспечивает при необходимости также фрагментацию и сборку дейтаграмм для передачи данных через сети с малым размером пакетов
Структура заголовка IPv4
Структура заголовка IPv6
Базовые понятия IP адресации
Есть статический и динамический (выдается провайдером) IPадрес
Десятичная форма записи – визуализация для человеков
На самом деле IPадрес двоичный типа
Перевод систем счисления
Круглая штучка маршрутизатор
Прямоугольная коммутатор
IPадрес состоит из двух частей: адреса сети, который одинаков для всех устройств в этой сети и адреса устройства в конкретной сети
Два одинаковых IPадреса
Маска подсети – инструкция по чтению IPадреса
255.255.255.0
Нули маски подсети – адрес хоста, единицы-адрес сети
Граница между адресом сети и хоста плавающая (по границам октетов)
Классы IP адресов
192.168 попадает в категорию C, че-то там внутренние адреса для локальных сетей без выхода в интернеты эти ваши бесовские
IETFвыпускает RFCс стандартами сетей с коммутацией пакетов
Белые и серые IP адреса
Белый – гарантия уникальности IP
Версии протокола IP
Циско фон КЕКВ КЕКВ КЕКВ
Предшественники SIP
SIP – «сигнализация» для RTP
SIPсделан IETFинженерный совет интернета
SIP/1.0. только установления сеанса поверх UDP, описание сеанса было под SDP
UDP
SIP SDP
SIPвзял лучшее от предшественников, работает и с TCP, и с UDP
Простая SIPсессия (диалога – равноправное взаимодействия двух UserAgent)
Последовательность SIP сообщения
INVITE – данные типа сессии (звонок, конференция и тд)
Пустая строка обозначает конец поля заголовка
Max-Forwards – максимальное число пересыланий, нужно для предотвращения петель
ToFromполучатель, отправитель
Call-IDтэги – уникальные параметры диалога
Content type content length описывают тело сообщения
180 ringing – SIPустройство подает звуковой сигнал (зазвонил сип телефон с правой стороны).
200 OK – подтверждение установления вызова
Трассировка
ACK –отправитель получил ответ получателя
INVITE – инициирование
Ringing – у получателя звонит телефон
OK – установка диалога подтверждается
ACK–подтверждение от отправителя
Медиа сессия по RTP
BYE – окончание вызова
OK – подтверждение окончания
RTPRealtimetransferprotocol
Функции протокола RTP
• обнаружение ошибок;
• защита информации;
• контроль времени пребывания
пакета в сети;
идентификация схемы
кодирования;
• контроль доставки
RTPработает над UDP
Упорядочивает пакеты и может обнаруживать потерянные пакеты
RTСP – «минисигнализация».
Lorawan
Телематика
Датчиков/счетчиков и т.п. в интернете вещей миллионы/миллиарды и больше.
Важно их энергопотребление. В обычных сотовых сетях устройства находятся постоянно на связи, что увеличивает энергопотребление
Важна простота установки и бюджетность устройств интернета вещей
Технологии интернета вещей на основе сотовой связи работают в лицензированном диапазоне частот, что усложняет разворачивание такой сети из-за лицензирования и получения всяких разрешений
Нюансы лицензирования
Красные – проприетарное оборудование
Зеленое – можно менять
Сигфокс чет не пошел, его операторы связи загнобили
Параметры технологий интернета вещей
Узко или широкополостность относительно друг друга, относительно сотовой связи все узкополосные (сотовая связь – сотни и тысячи МГц)
СигФокс и Стриж плохо идет общение от базовой станции к устройству (к умному уличному освещению, например) из-за «проблемы точной частоты». Полоса 100 герц, а ошибка 22 кГц (Температура влияет)
• Спецификация LoRaWAN развивается с 2015 г.
LoRa - это сокращение от слов Long Range («дальнее действие»).
LoRa - метод модуляции радиоинтерфейса , запатентованный Semtech Corporation
• LoRaWAN - открытый протокол LoRaWAN, разработанный исследовательским центром IBM Research в партнерстве с Semtech Corporation.
Область применений LoRa
Ключевое преимущество работы в нелицензируемом диапазоне частот - это дешевизна и быстрота развертывания сети
ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СТАНДАРТА
LORA
• помехоустойчивая модуляция
• длительная работа абонентских устройств без подзаряда батарей
• автоматический роуминг между сетями разных операторов
• возможность дистанционного обновления программного обеспечения
абонентских терминалов через радиоэфир (технология FUOTA-
Firmware Upgrade Over The Air);
• режим Multicast (одновременный прием одного сообщения
несколькими датчиками);
• мультилатерационная геолокация,
Частоты LoRaв РФ
Классы устройств LoraWAN
Архитектура сети Lorawan
Ethernet – работает на канальном уровне модели ОСИ (там информация делится на кадры (фреймы))
Ethernet - семейство технологий пакетной передачи данных в компьютерных сетях, использующих метод множественного доступа с контролем несущей и обнаружением коллизий - CSMA/CD. Bпроцессе развития Ethernet стал самой популярной технологий LAN
Первой физической схемой подключения (физической топологией) Ethernet была "шина". Все устройства конфликтуют за среду передачи данных. Передача ведется в режиме half-duplex на скоростях до 10 Мбит/с.
С помощью врезки в кабель Т разъемом(???)
Недостатки: скорость передачи, халф дуплекс передача, какие-то сложности с отражениями сигнала на концах провода (ставили ТЕРМИНАТОРЫ)
Общие проблемы начала ЕЗЕРНЕТА: адресация пакета, целостность пакета, определение протокола фрейма на сетевом уровне, халф дуплекс и конфликты, физические проблемы коаксиального кабеля (мы епты не на предмете направляющие среды передачи)
Проблема топологии «шина» - обрыв кабеля
Для начала решили начать с фрейма. Добавили заголовок МАК - адрес
МАС-адрес - уникальное (относительно) 6-ти байтовое число, которое принято записывать в НЕХ виде
Относительно уникальный из-за возможности смены мак адреса устройства
Есть зарезервированный броадкастовый мак адрес из всех букв F, его принимают все устройства в сети
3 первые байта мак адреса неуникальны для одного производителя(???)
Структура езернет фрейма
Проблема целостности решилась контрольной суммой. На принимающей стороне канальный уровень оценивает заголовок и контрольную сумму
Коллизия - это «столкновение» двух и более сигналов, когда несколько станций начинают передачу со слишком маленькой разницей во времени. В результате передаваемые данные становятся испорченными
CDMA/CD (CarrieSenseMultipleAccesswithCollusionDetector -множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий) -технология, используемая в Ethernet для совместного доступа к среде передачи данных, позволяющая обнаруживать возникающие коллизии и принимать меры по их устранению и уменьшению
Существует счетчик коллизий, по истечению счетчика фрейм считается неудачным и отбрасывается
Проблему обрыва кабеля решили сменой топологии на звезду и сменой коаксиала на витую пару
По звезде работают вайфай, блютуз, сотовая связь
Обжимка витой пары
Прямым соединяются разнотипные устройства
Перекрестным однотипные (два компьютера)
Одна пара на прием, одна на передачу
В случае ШИНЫ коллизия где угодно, в случае ЗВЕЗДЫ локально
После хаба придумали свич-коммутатор, короче опять про таблицы коммутации
Сквозной режим работы коммутатора - Коммутатор считывает в кадре только адрес назначения и после выполняет коммутацию. Этот режим уменьшает задержки при передаче, но в нём нет метода обнаружения ошибок.
Проблема локализации трафика решается таблицей коммутации(????)
Проблему буферизации решили с помощью режима коммутатора «С промежуточным хранением»StoreandForward - Коммутатор читает всю информацию в кадре, проверяет его на отсутствие ошибок, выбирает порт коммутации и после этого посылает в него кадр.
Коммутатор на схеме обозначается две стрелки влево, две стрелки вправо
Виды ЕЗЕРНЕТ
В IEEEназвании цифра – скорость в мегабитах, с буквой Gв гигабитах, буква T–неэкранированная витая пара, X–оптоволокно(???).
Ограничение по длине кабеля UTP 5E – 100 метров
КАЧЕСТВО ОБСЛУЖИВАНИЯ В СЕТЯХ IP
Качество доставки в традиционных сетях IP базируется на принципе best effort (лучшей попытки)
• пользователи справедливо разделяют доступные сетевые ресурсы
• трафик передается со скоростью, максимально возможной при имеющейся нагрузке ресурсов сети
• обеспечение любого предварительно заданного уровня качества обслуживания не гарантируется
Вне зависимости от вида трафика отсутствует гарантия того, что пакет будет доставлен в требуемое время или что он вообще будет
ЗАДЕРЖКА ДОСТАВКИ ПАКЕТА И ДЖИТТЕР
Задержка доставки пакета IPTD (IP packet transfer delay) - время t2-t1, между двумя событиями - вводом пакета во входную точку сети в момент t1, и выводом пакета из выходной точки сети в момент t2, где t2> t1, t2 – t1<= Tmax
Когда задержка доставки пакета превышает определенное значениеTmax, пакет отбрасывается.
Джиттер или вариация задержки IP-пакета IPDV ((P packet delay variation) между входной и выходной точками сети, обозначается как и определяется как разность между величиной задержки х, при доставке пакета с индексом k, и d1,2 - минимальной величиной задержки доставки пакета IP для тех же сетевых точек: Vk = Xk– d1,2
Надежность определяется Коэффициент готовности = время работоспобности объекта делить на время наблюдения. Максимальный коэф готовности единица
КоэффициентпотерьIP-пакетов IPLR (IP packet loss ratio) - отношение суммарного числа потерянных пакетов к общему числу переданных пакетов в выбранном наборе переданных и принятых пакетов.
Коэффициентискажений IP-пакетов IPER (IP packet error ratio) определяется как отношение суммарного числа пакетов, принятых с искажениями, к сумме успешно принятых пакетов и пакетов, принятых с искажениями.
0 –приложения реального времени, высокий уровень интерактивности, чувствительные к джиттеру IPтелефония, видеоконференции
1 - приложения реального времени, интерактивные, чувствительные к джиттеру
2 – транзакция данных, высокий уровень интерактивности СИГНАЛИЗАЦИЯ
3 – транзакция данных интерактивная
4 – допускают низкий уровень потерь (???)
5 – традиционные приложения в IP сетях
Программно конфигурируемые сети – сети SDN
Как правило, уровень обслуживания (GoS) измеряется путем анализа передаваемого и предлагаемого трафика и расчета заблокированного и потерянного трафика. Доля потерянных звонков - это показатель GoS. Для групп сотовой связи приемлемый GoS составляет 0,02. Это означает, что два пользователя группы каналов из сотни столкнутся с отказом от вызова в течение часа наибольшей нагрузки в конце периода планирования. Таким образом, стандарт качества обслуживания - это приемлемый уровень трафика, который сеть может потерять. GoS рассчитывается по формуле Эрланга-B как функция количества каналов, необходимых для предлагаемой интенсивности трафика. Мобильное QoS.
Качество обслуживания - это набор требований к обслуживанию, которым должна соответствовать сеть при транспортировке потока или пакета. QoS - это измеримый уровень обслуживания, предоставляемого пользователям сети, который может характеризоваться вероятностью потери пакетов, доступной полосой пропускания и сквозной задержкой. Такое QoS может быть предоставлено поставщиками сетевых услуг в рамках некоторого соглашения - соглашения об уровне обслуживания SLA между пользователями сети и поставщиками услуг.
Соглашение об уровне обслуживания SLA
Это очень важный параметр, который необходимо установить между поставщиком услуг и пользователями сети. Другими словами, это соглашение, предоставляемое поставщиком услуг, чтобы согласовать предоставление какого уровня обслуживания пользователям сети.
Механизм многопротокольной коммутации по меткам MPLS, разработали в середине 90 ЦИСКО
Вырос из тэг свитчинг - Метки маршрутизаторов(?) образуют аналог виртуального канала, называемый трактом коммутируемый по меткам LSP
Пакет передается по метке, а не по адресу внутри пакета
Начинает заполнятся таблица меток, строятсяLSP
Пакет попадает в сеть
Маршрутизаторы далее передают только на основании меток, то есть практически коммутация, а не маршрутизация
Маршрутизация - процесс выбора пути через сеть, по которому будет передаваться сетевой трафик. Процесс маршрутизации обеспечивается в сетях многих типов – от телефонныхдо транспортных
Ключевым элементом сети Интернет является маршрутизатор, который определяет маршрут передачи датаграммы от источника к получателю.
Маршруты делятся на две группы:
• статические маршруты (например, изменяющиеся по расписанию);
• динамические маршруты, вычисляемые с помощью алгоритмов маршрутизации на основе информации о топологии и состоянии сети, полученной с помощью протоколов маршрутизации.
Оптимальные маршруты определяются:
• по числу маршрутизаторов на пути между источником и получателем (статическая маршрутизация)
• по сетевым параметрам, таким как задержки, надежность, пропускная способность (динамическая маршрутизация).
ПРОТОКОЛЫ МАРШРУТИЗАЦИИ
Протокол RIP (Routing Information Protocol) дистанционно-векторный –протокол информации о маршрутизации. Относится к динамическим протоколам маршрутизации. Протокол RIP обеспечивает обмен информацией между маршрутизаторами о маршрутах (путях передачи) и корректирует таблицы маршрутизации каждые 30 секунд.
OSPF (Open Shortest Path First) - протокол маршрутизации по принципу «кратчайший путь выбирается первым». Относится к динамическим протоколам маршрутизации.
ПротоколICMP (InternetControlMessageProtocol) –протоколмежсетевых управляющих сообщений, используется для того,чтобы информировать передающую сторону о потере пакетов из-за отказов в системе маршрутизации.
Протокол передачи данных - набор соглашений, которые определяют процесс обмен данными междуразличными программами.
Программно-определяемая сеть (англ. software - definednetworking , SDN; также программно-конфигурируемая сеть, ПКС) — сеть передачи данных, в которой уровень управления сетью отделён от устройств передачи данных и реализуется программно, одна из форм виртуализации сети.
Ключевые принципы программно-определяемых сетей — разделение процессов передачи и управления данными, централизация управления сетью при помощи унифицированных программных средств, виртуализация физических сетевых ресурсов. Протокол OpenFlow, реализующий независимый от производителя интерфейс между логическим контроллером сети и сетевым транспортом, является одной из реализаций концепции программно-определяемой сети и считается движущей силой её распространения и популяризации.
В зависимости от масштаба сетей и используемой среды выделяются специфические технологии: SD-WAN (программно-определяемая глобальная сеть), SD-LAN (локальная), SDMN[en] (мобильная). Дополняющая концепция, возникшая под влиянием идей программно-определяемой сети — виртуализация сетевых функций.
Традиционный подход к построению сетей связи
• Для запуска новой услуги требуется дополнительное оборудование
• Дополнительное оборудование требует место размещения, электропитание,
климатические условия и обслуживающий персонал
Итог: Рост затрат и падение доходов от предоставления услуг связи
Архитектура SDN
Аналогия
NFV – виртуализация сетевых функций
Дата добавления: 2021-01-20; просмотров: 87; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!