Vida Rolland
4.2. A kommunikációs infrastruktúra
Az okos városokban számos alkalmazás és szolgáltatás épül arra a ma már egyre inkább alapvető elvárásra, hogy a város lakói rendelkeznek olyan okos eszközökkel (okostelefonok, okosórák, táblagépek, okos járművek), amelyek bárhol és bármikor képesek a hálózatra, az internetre csatlakozni és kommunikálni. Ebben az alfejezetben az ehhez szükséges kommunikációs infrastruktúra különböző megvalósítási lehetőségeit elemezzük, megkü-lönböztetve a vezetékes, a vezeték nélküli, illetve a cellás mobil hozzáférési hálózatokat, és külön figyelmet fordítva a szenzorok speciális kommunikációs megoldásaira.
Mielőtt azonban részletesen belemennénk a különböző technológiai megoldások bemu-tatásába, lássuk röviden, hogyan is épül fel az internet. Egy egyszerű meghatározással élve, az internetre tekinthetünk úgy, mint a „hálózatok hálózatára”, amelynek részeit más-más szolgáltató menedzseli. A különböző szolgáltatói hálózatok között lehetnek egyenrangú, úgynevezett peeringkapcsolatok, vagy egy bizonyos hierarchikus felépítést tükröző, úgy-nevezett tranzitkapcsolatok. Egy tranzitkapcsolat esetén jellemzően egy kisebb területet lefedő, kevesebb előfizetővel rendelkező szolgáltató kapcsolódik egy nagyobb méretű, jelentősebb előfizetői bázissal rendelkező szolgáltatóhoz; a kisebb, alacsonyabb hierarchia-szinten levő szolgáltató ezen a tranzitkapcsolaton keresztül éri el a globális internetet. Ezzel szemben egy peeringkapcsolat esetén jellemzően két nagy méretű hálózattal és jelentős előfizetői bázissal rendelkező, a hierarchia legfelsőbb szintjén levő szolgáltató csatlakozik egymáshoz, bár közvetlen peeringkapcsolat elképzelhető két kisebb szolgáltató hálózatai között is.
Egy szolgáltatói hálózat több részből áll (4.3. ábra). Egyfelől a szolgáltatónak lehetnek lakossági és üzleti előfizetői is. Ezek különböző vezetékes, vezeték nélküli és cellás mobil-technológiák segítségével kapcsolódhatnak a szolgáltatói hálózathoz. A hálózat azon részét, amely egyfelől a felhasználói végpont, másfelől pedig a szolgáltatónak az előfizetőhöz legközelebb elhelyezkedő egysége (szolgáltatási csomópont) között található, hozzáférési hálózatnak hívjuk. Ugyanannak a szolgáltatónak több különböző technológiát használó hoz-záférési hálózata is létezhet. Ezeket a hozhoz-záférési hálózatokat utána több hierarchiaszinten lehet aggregálni, regionális hálózatokba szervezni, majd egy gerinchálózatba csatlakoz-tatni. Ezen a szinten a kommunikáció már nagy sebességű optikai kapcsolatokon keresztül történik. A szolgáltató gerinchálózatát aztán tranzit- vagy peeringkapcsolatok segítségével csatlakoztatják más szolgáltatók hálózataihoz, azaz a globális internet körforgásába.
PB KORREKTÚRAPÉLDÁNY
IP-maghálózat
4.3. ábra
Egy szolgáltatói hálózat felépítése2
Forrás: a szerző saját szerkesztése
Bár korábban maga a szélessávú internetszolgáltatás és az ehhez tartozó nagy sebességű adatátvitel biztosítása egy jó áron értékesíthető kiemelt szolgáltatás volt, manapság már úgy tekintünk rá, mint egy alapszolgáltatásra, egy közműre, hasonlóan a vezetékes ivóvíz bizto-sításához, az áramszolgáltatáshoz vagy az aszfaltozott úthálózathoz. Mivel a versenytársak száma is jelentősen megnövekedett a korábban sok országban monopolhelyzetben levő táv-közlési szolgáltatók privilégiumainak megszüntetésével, egyre inkább elterjedt az a nézet, hogy az internetszolgáltatóknak az alacsony áron értékesíthető fizikai hozzáférés mellett a tartalomszolgáltatásba is be kell közvetlenül szállniuk.
Egyre több szolgáltató kínál tehát saját tartalmakat, saját multimédia-adatbázist a hozzá tartozó kölcsönzőszolgáltatással. Felmerül azonban a kérdés, hogy az előfizető miért fi-zetne a saját internetszolgáltatójának egy adott videotartalomért, ha ugyanaz a tartalom
2 A rövidítések kifejtése következő:
• FTTH/PON: Fiber To The Home / Passive Optical Network, optikai hozzáférési hálózat,
• CMTS/CATV: Cable Modem Termination System / Community Antenna Television, egy közösségi antenna használatára épülő kábeltévé-hálózat eleme, amelynek segítségével az előfizetők részére szélessávú internet-hozzáférés is biztosítható a szabad frekvenciasávokban,
• DSLAM: Digital Subscriber Line Access Multiplexer, egy hálózati eszköz, amellyel több előfizető vezetékes telefonkapcsolata összeköthető egy nagy sebességű adathálózattal,
• PSTN: Public Switched Telephone Network, nyilvánosan kapcsolt telefonhálózat, • VoD: Video on Demand.
Megjegyzendő, hogy egy adott szolgáltató hálózatának nem kell szükségszerűen tartalmaznia az összes fen-tebb említett elemet. Sok esetben egy szolgáltató csak egy bizonyos típusú hozzáférési hálózaton keresztül csatlakoztatja az ügyfeleit.
KORREKTÚRAPÉLDÁNY PB
ingyenesen is elérhető a globális interneten, például a YouTube adatbázisát használva.
A kérdésre a válasz a szolgáltatás minősége lehet. Amíg a saját szolgáltatója hálózatában levő tartalmat az előfizető rövid, megbízható kapcsolatokon keresztül érheti el, addig a globális internet alapvetően egy úgynevezett best-effort jellegű, szolgáltatásminőségi garanciákat nem nyújtó hálózat csupán, amelyen keresztül a multimédia-tartalmak elérése nem feltétlenül biztosítható minden esetben a megfelelő minőségben. Az előfizetők tehát választhatnak, hogy a saját szolgáltatójuk által biztosított jó minőségű, de fizetős tartalmat fogyasztják-e, vagy a globális interneten elérhető ingyenes verzióját akár ugyanannak a tar-talomnak, amelynek minősége azonban hagyhat kívánnivalót maga után.
Ezen a ponton meg kell említeni azonban azt is, hogy a kommunikációs technológiák fejlődésével ma már a globális interneten elérhető tartalmak is megfelelően jó minőségűek lehetnek, hiszen bár szolgáltatásminőségi garanciákat a hálózat nem feltétlenül nyújt, de az erőforrások túlméretezésével (overprovisioning) a hálózati átvitelt érintő hibaforrások jelentős mértékben csökkenthetők. Ennek a következménye pedig az, hogy a világ túloldalán található médiaszerverekről letöltött tartalmak is ugyanolyan minőségben fogyaszthatóvá váltak, mintha azokat a saját szolgáltatónk helyi szervereiről kapnánk. Hogy a bevételi forrásaikat megtarthassák, sok szolgáltató ezért differenciált bánásmódban részesíti a saját médiatartalmaihoz tartozó IP-csomagokat, ellentétben a külső forrásokból származó IP-csomagokkal, amelyeket mesterségesen késleltethet vagy adott esetben szelektíven el is dobhat, rontva ezzel a konkurencia által nyújtott tartalom minőségét. Az ehhez hasonló vi-selkedésmód megtiltására vezették be a hálózati semlegesség (network neutrality) fogalmát, amelynek értelmében egy szolgáltató nem tehet különbséget két IP-csomag kezelését illetően attól függően, hogy ki a csomag forrása vagy címzettje. A hálózati semlegesség kérdése napjainkban komoly vitatémát jelent, az Egyesült Államokban 2017 végén változtatták meg a jogi szabályozást ezzel kapcsolatosan, felülírva az egy-két évvel korábbi törvényt.
A kommunikációs hálózatok infrastruktúrájának különböző szintjei komplex meg-oldásokat takarnak, ám ezek részletes ismertetése nem célja ennek a könyvnek. Ebben a fejezetben csupán egy átfogó képet próbáltunk adni a hálózat felépítéséről és a különböző hálózati szegmensek szerepéről. Az okos városok kommunikációs infrastruktúráját illetően viszont talán a hozzáférési hálózatok lehetséges kiépítési, illetve modernizálási stratégiái a legfontosabbak, ezért a következő alfejezetekben ezekkel foglalkozunk részletesebben.
4.2.1. Vezetékes hozzáférési hálózatok
A vezetékes hozzáférési hálózatok kiépítése már lakott, beépített területeken nagyon költ-séges lehet. A költségek pedig nem maguknak a vezetékeknek köszönhetők, hanem a na-gyon drága bontási és telepítési munkálatoknak: útfelbontás, falak és födémek átfúrása stb.
A már meglévő épületekben, lakónegyedekben viszont sok esetben már számos más célt szolgáló infrastrukturális elem telepítve van: mindenhol van kiépített elektromos hálózat, nagyon sok helyen van vezetékes telefonhálózat, telepített kábeltévé-hálózat, vannak gáz-vezetékek, kiépített víz- és csatornahálózat. Felmerül tehát a kérdés, hogy nem lehetne-e ezeket a már meglévő hálózatokat szélessávú internetszolgáltatásra (is) használni, elkerülve ezáltal új hálózati infrastruktúra telepítését. A következőkben néhány ilyen hozzáférési hálózati megoldást mutatunk be.