7iYN|]O KiOy]DWRN

(1)

7iYN|]O KiOy]DWRN

(egyetemi órai jegyzet)

Írták:

Dóbé Péter Groll Bálint Henrik Lakat Máté Nagy András László Nepusz Tamás Varga Edina

Szerkesztették és kiegészítették:

Kovács Benedek Ludányi Zoltán

$WiUJ\DWHO DGWiN

Dr. Henk Tamás (1-6. fejezet) Dr. Cinkler Tibor (7. fejezet)

Dr. Csopaki Gyula és Dr. Ziegler Gábor (8. fejezet) E jegyzetet lektorálták:

Dr. Henk Tamás Dr. Cinkler Tibor BME TTT

%0(0 V]DNL,QIRUPDWLNDV]DN

(2)

Tartalomjegyzék

TARTALOMJEGYZÉK ...0

0. BEVEZETÉS ...1

0.1. A TTTTANSZÉK...1

TTT = Távközlési és Telematikai tanszék...1

A tanszék elhelyezkedése ...1

A tanszék szerepe az egyetemi oktatásban ...1

...1

0.2. T (TH)...2

! "$# % % % ...2

TH oktatási segédanyagok:...2

& ' ' %( " ...2

TH követelmények: ...2

)* + % ...3

Tárgy jellege:...3

A tárgy felépítése...4

Kapcsolódó tárgyak:...5

,.- /0 1 23 4 56 / 78 9: ; < 5 ; 7: => 28 1? @ ; A BC ? ...7

1.0. BEVEZETÉS...7

D %' % "%

...7

1.1. A ^E^F ^G ^H ^IJ ^{K F} ^L ^M^NOF ...8

D % % + % ( P % % % ...8

Hosszútávú, nagy kapacitású memóriák...8

Átviteli utak...8

1.2. H ^KF ^L ^M^NOF ^J ^I ^O^F ^{Q F} ...9

RTS U S RTS VWX YZ[\ ]^Y_` ab Wcd eZ \ YfX gWh i ` X ...9

Mai helyzet világszerte...9

Mai helyzet Nyugat-Európában...10

1.2.2. Modellezés – logisztikai görbe ...11

1.2.3. Gazdasági hatások ...13

RTS U S j S kX g Wh i ` l[ Xm X``d ^cn ...14

) "% op q Dr ... 14

) % ( o !p # " ssr ...14

A két hatás eredménye...14

1.3. TH^KF ^L ^M NOF MAGYARORSZÁGON...15

1.3.1. 1938-ig ...15

Szolgáltatás ...15

Ipar ... 15

Kutatás és fejlesztés...15

1.3.2. 1945-90 ...16

Ipar ... 16

RTS tS t S Ruuv wZ W ...17

Bevezetés – elnevezések... 17

Ipar – eleinte...17

Ipar – folytatás...18

2. IH TECHNOLÓGIAI ÁTTEKINTÉS ...21

2.0. BEVEZETÉS...21

2.1 T ...22

2.1.0. Bevezetés – hálózati síkok ...22

U S RTS RTS x X` Y X ]y` bz {Zbz Y| d W ab Wcd eZ \ Y ...23

Távíró hálózat...23

Távgépíró hálózat ...23

) ( s % ...24

2.1.2. Nyalábolási technikák ...25

A nyalábolás...25

FDM hierarchiák ...26

TDM hierarchiák ...26

A PDH hierarchia ...27

Európai hierarchia: ...27

Amerikai (transzatlanti) hierarchia ...27

Kétirányú átvitel ...28

D }% % P ...28

Egy tipikus felépítés, a kodek helye ...29

A pleziokron tulajdonság – sebességkiegyenlítés... 30

Leágaztatás ...31

2.1.3. Keskenysávú adathálózatok...33

Példa: X.25 (PPSDN, Public Packet Switched Data Network)...33

D" ( ss % % % ...33

Másodlagos adatátvitel ... 34

ISDN ...34

U S RTS j S ~ \ d c Y X` YX ]y` bz {Zbz Y|d W ab Wcd eZ \ Y ...36

Földfelszíni rendszerek generációi ...36

1G... 36

2G – GSM (Global System for Mobile communications) ...36

2.5G – GPRS (General Packet Radio System) ... 37

Magánhálózatok ...38

& "

% " % % ...38

U S RTS S d iWX`` bz {Zbz Y| d W ab Wcd eZ \ Y ...39

SONET/SDH...39

Technológiai háttér – optikai kábel ...39

Sebességek, szintek ...39

A szinkron tulajdonság... 40

% # % "%

...40

Megbízhatóság, skálázhatóság...42

SDH és PDH topológia... 43

) % % P ...44

Optikai hálózatok ...45

ATM hálózatok ...45

B-ISDN hálózatok ...48

IP alapú hálózatok ...48

ATM alkalmazások ...48

Egyéb szélessávú hálózatok ... 50

FR (Frame Relay)...50

DTM (Dynamic synchronous Transfer Mode) ... 50

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Loop/Line)...50

IP/PPP over ATM...51

2.1.6. Technológiai összefoglalás – technológiai rétegek ...52

Réteges modellek ...52

TH technológiák...52

2.2. SZÁMÍTÓGÉP HÁLÓZATOK...53

U S U S v S Xz Xd XZn $ ...53

Hálózati réteg: IP (Internet Protocol) ...53

Szállítási réteg ...53

2.2.1. Klasszikus IP alapú hálózatok...54

Ethernet ...54

PPP (Point-to-Point Protocol)...54

% }%% P #' o ) % s# ) % r ...54

FDDI (Fiber Distributed Data Interface) ...54

FDDI-II ...55

DQDB (Distributed Queue Dual Bus)...55

SMDS (Switched Multimegabit Data Service)... 55

Tehát tartósan életképesnek bizonyultak ...55

2.2.2. QoS IP hálózatok...56

MPLS (MultiProtocol Label Switching) ...56

IntServ, IS (Integrated Sevices (IP network))... 57

DiffServ, DS (Differenciated Sevices (IP network)) ...57

(3)

VoIP (Voice over IP)...58

2.2.3. Mobil, mozgó IP hálózatok...60

Földfelszíni mozgó IP hálózatok ...60

GPRS (General Packet Radio System) ...60

EDGE ... 60

UMTS... 60

WLAN-ok ...61

Kiépített hálózatok ...61

Alkalmi („ad hoc”) hálózatok...61

& "

...63

Teledesic ...63

2.2.4. Összefoglalás...64

3. HÁLÓZATOK FELÉPÍTÉSÉNEK ELVEI ...65

3.1. HÁLÓZATOK ÖSSZEKAPCSOLÁSA...65

Szolgáltatások és hálózatok...65

Összekapcsolások...65

3.2. HÁLÓZATOK ELEMEI...68

Elemek...68

A csomópontok lehetséges funkciói ...69

A hálózati réteg funkciói ...69

3.3. HÁLÓZATOK OSZTÁLYOZÁSA...70

Felépítés szerint...70

3.4. HÁLÓZATOK FUNKCIONÁLIS MODELLJE...71

Rétegek a hálózat részei szerint...71

Rétegek adatcsere egységi szerint ...71

Rétegek funkció szerint ...72

* % + %' "

+ "%}% ...73

Tanulságok ...73

4. JELÁTVITELI ÉS FORGALMI KÖVETELMÉNYEK ...75

% }%% ...75

4.1. BESZÉDÁTVITELI KÖVETELMÉNYEK...76

A cél ... 76

Sávszélesség ...76

Csillapítás...76

Csillapítási ingadozás ... 76

Jel/zaj viszony ...76

Késleltetés ...77

Késleltetési ingadozás ...77

Fázistolás...77

Frekvencia eltolási hiba...77

Multiplikatív frekvencia hiba ...78

Nemlineáris torzítás...78

4.2. ANALÓG BESZÉDÁTVITEL FORGALMI JELLEMZÉSE...80

4.3. DIGITALIZÁLT BESZÉDÁTVITEL...81

4.3.1. Beszédkódolók típusai ...82

Hullámforma kódolók ...82

Vokóderek ...82

Hibrid beszédkódolók... 82

j S tS U S X`d ih Ych\ Wc YgX WWX d ^ ...83

Bitsebesség ...83

q s}%P( s% " ...83

Késleltetés ...83

Érzékenység bithibára ...83

Bonyolultság – komplexitás ... 84

Kvantálási zaj ...84

Átlátszóság – transzparencia ...85

Választható bitsebesség...85

4.3.3. Beszédkódoló ajánlások ...86

4.4. KÖVETELMÉNYEK DIGITÁLIS CSOMAGKAPCSOLT HÁLÓZATOKBAN...87

Jelforrások jellemzése ...87

& }%% % q % % ...87

Forgalmi és szolgáltatási osztályok ...87

5. FIZIKAI RÉTEG ...91

5.1. 2/4HUZALOS ÁTALAKÍTÁS...91

5.1.1. Az átvitel...91

Szimplex átvitel...91

Duplex átvitel ...91

A hibrid áramkör ...92

A hálózat ...93

5.1.2. A visszhang...94

Visszhangcsökkentés...94

Visszhangzár ...95

...95

5.2. DIGITÁLIS JELÁTVITEL ANALÓG CSATORNÁN...96

5.2.1. Egyenáramú komponens átvitele...96

Megoldások a DC komponens átvitelére ...96

5.2.2. Modulálás ...97

Szélessávú átvitel ...98

Keskenysávú átvitel...98

5.3. FÉMVEZETÉKES ÁTVITEL...99

5.4. ÁTVITELI KÖZEGEK...100

...103

Csillapítás...103

A vezeték deformálódása ... 104

Ugrás törésmutatójú szál ...105

Torzítások: módusdiszperzió és kiküszöbölése ...106

Kromatikus diszperzió SM típusú szálnál ...107

5.4.2. Vezeték nélküli átvitel...108

Elhalkulás...108

Élettani hatások ...108

A vezetékes és vezeték nélküli átvitel összehasonlítása ...109

6. ÁTVITELI ÉS KAPCSOLÁSI RÉTEG...111

Elvek a hálózati funkciókhoz ...111

6.1 FORGALOMIRÁNYÍTÁS...112

A forgalomirányítás elemei ...112

6.2 F ^!" ^#$ ^% ^!& ^' ^" () *' ...113

Bérelt hálózat ...113

Kapcsolt hálózat nagy forgalom esetén ...113

Kapcsolt hálózat kis forgalom esetén ...114

6.3 AFORGALOMIRÁNYÍTÁS ELVEI...115

Hierarchikus forgalomirányítás ...115

6.4. TORLÓDÁSVÉDELEM...118

Torlódásvédelmi és QoS biztosítási módszerek ... 118

Összefoglalás...119

7. TH TECHNOLÓGIÁK ...121

7.1. PDHHÁLÓZATOK: PDH + PCM ...121

7.1.1. PCM alapok ...121

7.1.2. E1 Nyalábolás ...122

7.1.3. E2 Nyalábolás ...123

7.1.4. E1 szinkronizálás...124

+ ,- . /0 12 3 4 56 760 18 ...124

Hátrányok...124

9 : ; ...124

7.1.6. Kapcsolás PDH hálózatokban...125

Térkapcsolás kapcsolómátrixszal ...125

Térkapcsolás többfokozatú kapcsolóval ...126

Térkapcsolás blokkolással ...127

<= ;> ? @ A ...127

<= ;> ? @ A BC ;> ? @ A ...127

7.2. ISDN ...128

Az ISDN referencia modell ...128

+ D E FHG IJ 4 K 2 L 3 4 ...129

(4)

Sebességek ...129

S-busz kiépítések...129

Keretszervezés...130

Jelzésrendszer...130

7.3. HOZZÁFÉRÉSI TECHNIKÁK...132

Beszédsávi modem ...132

xDSL (Digital Subscriber Line) ...132

; =C ...132

@ @ ; @ C ...133

Kábelmodemek...134

FTTx technikák ...134

PowerLine ...134

Ethernet ...134

Mobil hálózat ...134

7.4. SDH / SONET...135

7.4.1. Bevezetés ...135

PDH...135

A szabvány ...135

Topológia ...136

7.4.2. Az SDH nyalábolási hierarchia...137

7.4.3. SDH adategységek...138

Bevezetés...138

Az STM-1-es keret ...139

E4-es PDH folyam továbbítása STM-1-en keresztül...144

ATM és IP átvitele ...144

Hátrányok...144

Multiservice Switching... 144

:@ C ; C @ ? @ ...144

7.5. ATM (ASYNCHRONOSTRANSFERMODE) ...145

Bevezetés ...145

+ E E // K ...146

...146

+ D E E K 4 / ...146

Aszinkronitás...146

7.5.3. Az ATM cella ...147

7.5.4. A B-ISDN referencia modell...149

Az ATM réteg ...149

A cella irányítása ...150

Az összeköttetés forgalmi leírói (forgalom menedzsment) ...150

Forgalom menedzsment funkciók ...151

Útvonalválasztás ATM hálózatban...152

ATM illesztési réteg: AAL ... 152

7.5.5. IP over ATM ...154

Protokoll beágyazás, RFC 1483 ...154

Classical IP Over ATM: RFC 1577, RFC 2225 ... 154

LANE v1 ...154

MPLS (Multiprotocol Label Switching)...154

@ A C ; ...155

7.6. OPTIKAI HÁLÓZATOK...156

7.6.1. Eszközök ...156

Az optikai szál...156

9 ; ...157

Csatolás (iránycsatolók) ... 158

> ? @ ; = ; ...158

; ...160

+ D E 8 56 / 8 / L3 4 ...161

Új irányzatok ...162

8. TÁVKÖZLÉSI SZOFTVEREK ...163

8.1. J^%^%^& ...163

8.2. AZSDL...164

8.2.1. Az InRes blokkjai...164

Kapcsolat-felépítés ...165

Adatátvitel (Information Transfer) ...165

Kapcsolat bontása (Disconnect) ...165

8.2.2. Az InRes, mint rendszer, blokk és processz ...167

8.2.3. A processzek leírása ...169

Process Initiator...170

Process Responder...172

Process Coder_ini (Process Initiator Coder)... 173

8.3. CORBA ...174

A CORBA architektúrája ... 174

ORB Core feladatai ...174

ORB services...174

IDL ... 175

DII (Dynamic Invocation Interface) ...175

Interface Repository ...175

Object Adapter ...175

Szkeleton a szerver oldalon ...175

Implementation Repository ...175

8.4. ASN.1, TTCN ...176

8.4.1. TÁVKÖZLÉSI SZOFTVEREK RÉSZEI...176

8.4.2. A különféle FDT-k kapcsolata ...177

8.4.3. ASN.1 (ABSTRACTSYNTAXNOTATION, NUMBERONE) ...178

8.4.4. TTCN ...179

(5)

0. Bevezetés 0.1. A TTT tanszék

0. Bevezetés

0.1. A TTT tanszék

TTT = Távközlési és Telematikai tanszék

Telematika = Telekommunikáció + Informatika.

A telematika a telekommunikáció és az informatika konvergenciájának eredménye. (A konvergencia az

A tanszék elhelyezkedése

- IB II. emelet;

- IE III. emelet, Duna felöli rész - IL I. emelet

- St II. emelet;

weblap: http://www.ttt.bme.hu

A tanszék szerepe az egyetemi oktatásban

!

"

súllyal vesz részt. Nagyjából 100 diplomát bocsát ki évente, mely összeg fedi az informatikus, és a villamosmérnöki diplomákat is. A tanszék intenzív ipari, és nemzetközi kapcsolatokkal rendelkezik.

#$ %& % '() $ *+ , *( & - ( ,&

$ . ./ 012 -& %.$ 3( 4& 556 & % 7$ ( , ' - '

2 &8

Eddig:

- Mérés labor Most:

- ⁹

- Beszédinformációs rendszerek (Gordos Géza és munkacsoportja) - Információs rendszerek fejlesztése (Magyar G.)

- Számítógép laboratórium

: ;

- két informatikus szakirány, melyek frissítés alatt állnak - választható tárgyak

- doktorandusz képzés - kutatás, fejlesztés

0. Bevezetés

⁼ ^A ^, ^,& ^%¹

7iYN|]O KiOy]DWRN7+

C5 & D 7$FE G5 *

2 4G% ( *6 G

.$

8

Dr. Henk Tamás ^; ^; TTT, IE348, tel.: 463-4188, (henk@ttt.bme.hu)

Cinkler Tibor ^; ^9H ^" ^; TTT, IE319, tel.: 463-1861, cinkler@ttt.bme.hu

Dr. Csopaki Gyula

; ;

TTT

Bock Györgyi, asszisztens, a tárgy adminisztrátora

TTT, IE352 (a TTT postarekeszek is itt találhatók), tel.: 463-2085, bock@ttt.bme.hu

TH oktatási segédanyagok:

- honlap: http://leda.ttt.bme.hu/~cinkler/TavkHal adatlap követelmények

hallgatói jegyzetek 2 évre v

- ^I ^; ^J ^H

K& 6L &2 /L G5A .

2 1 D& 51 -8

Ezen könyvek az I épület könyvtárában megtalálhatóak!

- ^M ^N ^O ^;

9 H

P

I 9 QR P

Services)

kiadó: Hírközlési és Informatikai Tudományos Egyesület, HTE, 2002 http://www.hte.hu/onlinekonyv.html

http://www.hte.hu/onlinebook.html -

O S

;H T U S V " WX XX

- Andrew S. Tanenbaum: Számítógép-hálózatok, Panem Könyvkiadó, Budapest, 1999 - Hosszú Gábor: Internetes médiakommunikáció, LSI oktatóközpont, Budapest, 2001 - Dárdai Árpád: Mobil távközlés, mobil Internet, Mobil Ismeret, Budapest, 2002

TH követelmények:

Az aláírás feltétele a legalább kettes zh eredmény.

A tanszék honlapján mintakérdések találhatóak a felkészülés segítésére.

ZH:

1. NagyZH – 8. hét: 1 lapnak 2 oldalán, kijelölt helyen kell megválaszolni a kérdéseket, a lényeget kiemelve.

1. PótZH – 10. hét.

Y ; Z

Számonkérés stílusát ábrába öntve (a piramisok szélessége jelentse a tudásmennyiséget, pl. négyes osztályzat

;

anyagrészek közti összefüggés is követelmény, és lexikai tudás is több szükséges.)

(6)

0. Bevezetés

⁼ ^A ^, ^,& ^%¹

Vizsgák típusa:

!"

kidolgozni, a Zárthelyi és a Pótzárthelyi eredménye néhány kivétellel nem számít bele a vizsgajegybe.

Ezen kivételek:

- - ponthatáron számít a zárthelyi eredménye.

@ *5$ .% , *( G8

Számítógép hálózat: (ezentúl SzH): számítógépek összekötésére szolgáló hálózat.

9 I

9H ; T

! ; I 9H

!

"

ismeretet ad a többi szakiránynak. A tárgyhoz laborképzés is kapcsolódik, ennek az alapképzésben a Mérés labor

"

Z

félévnyi programozott mérést, szimulációt tartalmaz.

Tárgy jellege:

-

- szemlélet kialakítása + lexika

- ipar, szolgáltatás, gazdaságosság, kutatás, fejlesztés, és a jogi szabályozás szempontjai is megjelennek a tárgyban

- sok új fogalom! 2 vagy 4 nyelven: a fogalom TH-os megnevezése magyarul, angolosan, angolul, illetve

HT Y; I I

(angolos) = mozgó távközlés (magyar)

-

- 60% diszciplína, 40% technológiai ismeretek

0. Bevezetés

⁼ ^A ^, ^,& ^%¹

A tárgy felépítése

Álljon itt egy hasonlat a fizika ^;

Eszerint, mikor kísérleteket végzünk, és a tapasztalatok alapján állítunk fel a fizikai törvényeket, akkor az indukció módszerét alkalmazzuk; amennyiben pedig a fizikai törvényeink felhasználásával magyarázzuk meg

Y

fizikát és a villamosságtant, melyek az indukciót használják, dedukciót használ viszont az elméleti fizika, az elméleti villamosságtan, és az elektronfizika.

Lássuk, hogyan adaptálható az ábra az :

A technológiaorientált tárgyalásmód az egyes hálózati technológiákat ismerteti, miközben bevezeti az egyes hálózati technológiákban alkalmazott hálózati felépítési elveket; míg a diszciplináris tárgyalásmód a hálózatok felépítési elveit ismerteti, és az elvek alkalmazási példáiként hivatkozik az egyes hálózati technológiákra, vagy az elvek felhasználásával hoz létre újabb hálózati technológiákat.

A SzH tárgyalása inkább diszciplináris, pl. OSI modell:

A vegyes tárgyalásmódot fog alkalmazni, az alábbi sorrendekkel:

(7)

0. Bevezetés

⁼ ^A ^, ^,& ^%¹

Kapcsolódó tárgyak:

A legfontosabb:

- Számítógép-hálózatok Alaptudás szinten követelmény:

- Tömegkiszolgálás - Információelmélet - Operációs rendszerek - (Beszédinformációs rendszerek) - Formális nyelvek

- Fizika - Digitális technika