Transcript Hafta4 - BIL 456-552 Internet Mimarisi

TOBB ETÜ BİL 552
Internet Architecture
Mehmet Özdem
İnternet Erişim Şekilleri
Chapter 4
End-user Applications
Network and Service Management
Network
Management
Feature
Servers
Network
Databases
Internet
Servers
PSTN
Residence/Small
Business Access
Wireless
Access
Server
Core
IP MPLSNetwork
Wired
Coax
Large Business
Access
Wireless
Wired
Broadband Access
Server/MUX
Wireless Mobility
Access
Wireless Mobility
Solution
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.
13.04.2015
Çevirmeli Erişim Topolojisi
NMC
Softswitch
SS7
Network
PSTN
SMC
SS7
SS7
RAS
PSTN
RAS
IP
IPNETWORK
NETWORK
Dial-Up
modem
Dial-Up
modem
MEDIA
GATEWAY
MEDIA
GATEWAY
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.
13.04.2015
BİL 456/552
ISDN- Integrated Services Digital
Network




ISDN ilk hızlı İnternet erişimi sağlayan şebeke
olmuştur.
ISDN hatları sayısaldır ve 2 adet 64 kbps (Bchannel) 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
13.04.2015
BİL 456/552
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.
13.04.2015
BİL 456/552
BRI
Santral
PRI
ISP
BRI – 64 kbps veya 128 kbps,
PRI – 2 Mbps
E1 - 2 Mbps
13.04.2015
BİL 456/552
Internet
E1/T1
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.
13.04.2015
BİL 456/552
13.04.2015
BİL 456/552
xDSL ile Diğer Erişim Teknolojileri
Kıyaslanması
50K
Web Page
2MB
Image
16MB
Movie
72MB
Movie
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)
Bağlantı Özetleri
PSTN
Copper Loops
Home User
Telephone Company
Central Office
Inside Wire
CO
Switch
ISP Network
DSLAM
Corporate Network
D
i
s
t
r
i
b
u
t
i
o
n
Analog / POTS
S
y
s
t
e
m
ISDN
Modem
Home User
ISDN TA
Telecommuter
ADSL
DSLPipe-C/D (ADSL)
SDSL
Remote Office
DSLPipe-S (SDSL)
Farklı DSL Opsiyonları


xDSL
Tüketiciye yönelik bir teknoloji
SDSL / IDSL / HDSL-2 (G.SHDSL)
Firmalara Yönelik
IDSL
Remote Office
Any ISDN TA or
Pipeline Product
ADSL
Download
Upload
: 128 Kbps – 8 Mbps
:
32 Kbps – 2 Mbps
Müşteri-Telekom mesafe: 3-5 km.’ye kadar
1 çift bakır tel (İki tel) üzerinden çalışır.
UPLOAD
DOWNLOAD
MÜŞTERİ
TARAFI
ADSL Topoloji
Internet
SDH/
PDH
veya
dark
fiber
PSTN
DSLAM
Telefon
IP/MPLS
ALTYAPISI
Ayraç
(Splitter)
ADSL
Modem
SAHA
DOLABI
PC
Örnek ADSL Abonesi Taşınması
DSLAM
ADSL
Splitter
PSTN
V5.2
ADSL CPE
IP/MPLS
1GE
Şebekesi
Telefon
PC
ABONE-1
Voice
Gateway
PSTN
1 GE
INTERNET
SSG
(Service
SSG
Selection
Gateway)
DSLAM
ADSL
Splitter
AAA
ADSL CPE
DHCP
LDAP
ENVANTER
Management System
RAPOR BACKUP
SUNUCU SİSTEMLERİ
Telefon
SSS
ABONE-2
PC
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
sağlamaktadır.
ile
6
km.’ye
kadar
iletim
imkanı
Orta ve küçük ölçekli işyerleri ve ofisleri için uygundur.
UPLOAD
INTERNET
DATA
DOWNLOAD
DOWNLOAD = UPLOAD
MÜŞTERİ
TARAFI
VDSL

VDSL (Very high-bit-rate Digital Subscriber Line) ;
Download
Upload
: 13 Mbps – 52 Mbps
: 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
Müşteri
sw
Müşteri ODF
Fiber Optik
Sonladırma
Kutusu
Şebekesi
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
VLL




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
Virtual Private LAN Service (VPLS)
VPLS



Çok uçlu ethernet servisi
Layer 2 servisi
Protokol Bağımsız
PE B
VPLS Service
IP/LSP Full-Mesh
PE C
PE A
IP / MPLS
Network
PE D
L3
VPN (VPRN)Servisi
IP-VPN





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 C
PE A
RI-1
RI-1
RI-2
RI-2
IP / MPLS
Network
PE D
RI-1
RI-2
VPRN
Service
Green
KABLO ERİŞİM
Coax Kablo
Headend
Geçilen Ev= 9
Abone Oranı= 7/9 (~77%)
Abone Bağlantısı
Amplifier
Splitter
MOBİL ERİŞİM
Mobil İletişimin Gelişimi
Mobil İletişimin Tarihi
1.Family
2.Family






1994-1995
2G-Voice
GSM
(200khz)
IS-136
CDMA
(1.25MHz)
2000
2.5 Data
GPRSEDGE
(200khz)
CDMA
IS95/2000
(1.25MHz)
3G/3.5G
UMTSHSPA
(5MHz)
EUDO
REV0(2.4MHz)
/REV
A(1.25MHz)
3.75G
HSPA+
4G
LTE
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
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.
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.
Bit rate in kbps
400
350
300
250
200
150
100
50
0
13.04.2015
BİL 456/552
9.6kbps 14.4kbps HSCSD
GPRS
EDGE
13.04.2015
BİL 456/552
13.04.2015
BİL 456/552
Kablosuz Bilgisayar Ağ Standartları

802.15 WPAN (Wireless Personal Area Network)




802.11 WLAN (Wireless Local Area Network)




Bluetooth, UWB, Zigbee
Yakın mesafelerde ve düsük hızlarda cihazlararası bağlantı
yapmak amacıyla kullanılır.
Printer kablosu, seri kablo gibi kablolara alternatif
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
13.04.2015
BİL 456/552
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
13.04.2015
BİL 456/552
WiMax


Orthogonal Frequency Division
Multiplexing (OFDM) kullanmaktadır
Aynı zamanda MIMO (Multiple Input
Multiple Output) antenlerle bant
genişliği kullanım verimliliği artırılmıştır.
13.04.2015
BİL 456/552
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