Kapitel 13: Telefoninäten Jens A Andersson (Maria Kihl)
Jämförelse med OSI-modellen OSI-modellen Applikation Presentation Session Transport Nät Länk Fysisk TCP/IP-modellen Applikation Transport Nät IP-bärande nät 2
Historikik Patentet på den första telefonen lämnades in 1876. Lars Magnus Ericsson snodde konceptet och började tillverka en svensk telefon. 1878 kom den första manuella växeln. 1890 kom den första automatiska växeln. 3
Publika telenätet Digitalt lokalstation Trunknät Accessnät Analogt Analogt 4
Accessnätet Analogt! Bandbredd 300-3400 Hz Tillräckligt för att uppfatta tal och känna igen röster Pupinspolar minskar dämpningen Minskar dämpning <4000Hz Kraftig dämpning >4000Hz 5
Trunknätet Internationell station Gateway till mobila nät F1 F2 Förmedlingsstationer A B Riktnummerområde Internetaccess = Lokalstation = Alternativväg 6
Alternativ hierarkisk k dirigeringi i F1 F2 A B 7
Informationsöverföring fö i i telenäten Telenäten är digitala. PCM i lokalstationerna Överföring som 8-bitars sampel. Telenäten använder kretskopplad dataöverföring en permanent förbindelse sätts upp för varje samtal. Trunknätet använder synkron tidsmultiplexering. SDH 8
Lokalstationen Lokalstation Abonnenter Linjekretsar Kopplingsdel Styrdel 9
Linjekretsen A/ D omvandling ld l led ning mot abonnent tal i ena riktningen 8000 talsampel balans per sekund Va r je sa m p el bestå r a v 8 bitar D/ A omvandling tal i andra riktningen 10
Kopplingsdelen l koncentrator gruppväljare (switch) 11
Styrdelen Dator med en eller flera processorer som innehåller intelligensen. Ser till att kopplingsdelen utför rätt arbete. Stora krav på tillförlitlighet och hög processorkraft. 12
Systemarkitektur k Kopplingsdel Kopplingsdel Processor RP RP RP RP Centralprocessor Regional- Processor Multiprocessorsystem li Hierarkiskt k system 13
Tillförlitlighetsaspekterli li En telefonstation får endast vara ur drift 6 minuter under 10 år. Detta medför: Allt byte av programvara måste kunna ske under drift. Alla systemdelar, tex. processorer, är dubblerade. Mycket automatiska felsökningsfunktioner. 14
Jämför med IP-telefoni 15
Modem Lokalstation digital Telenätet digital ISP analog, 0-4kHz digital modem Internet 16
xdsl Digital Subscriber Line Utnyttjar frekvensområdet 20kHz-1,1MHz (analog signal) ADSL Discrete Multitone Technique 256 kanaler 0-1,1MHz Varje kanal: ca 4kHz bandbredd med QAM (16-QAM, 64-QAM, 128-QAM, 256-QAM) => max 1.44Mbps Kanal 0, omodulerad, för telefoni 17
ADSL (telestationen) Till linjekretsen Tal Filter Till huset Till Internet Data DSLAM En per abonnent 18
ADSL (hemma) Till lokalstation Filter Tal Data ADSL-modem 19
Mobila telenät, Historik ik NMT Test 1978, drift 1981 Analogt system 450 MHz, senare även 900MHz GSM Utveckling från 1982, drift från 1992 UMTS Utveckling under 1990-talet, drift från cirka 2000 20
Mobila telenät, generell uppbyggnad Kärnnät Accessnät 21
Mobilt accessnät BSC Till kärnnätet BTS 22
Mobilt kärnnätä HLR GMSC till andra nät VLR MSC MSC VLR BSC BSC BSC BSC BSC 23
Frekvenser och kanaler Frekvenser fördelas på cellerna Operatörer tilldelas frekvenser av PTS Frekvensområdet delas upp FDMA TDMA CDMA Broadcast-kanal (för info från nätet till alla MT) 24
GSM Combined FDMA / TDMA Scheme f Guard Band f U f N 0 1 2... 7 0 1... f k... f 2 Frame 0 1 2... 7 0 1 T Time Slots 0 1 2... 7 0 1...... Frequency Band f 1 Radio Frequency Channels 0 1 2... 7 0 1 Guard Band 0 t... f L Prof. Dr.-Ing. Jochen Schiller, http://www.jochenschille r.de/ MC SS02 4.25
CDMA, an example 00011011 Ms I sends: 0 1 Generate the chip Stream 1110010000011011 Base station 11010001 Ms II sends: 1 1 Generate the chip Stream 1101000111010001 Base station 26
OSVF coding Ortogonal Variable Spreading Factor Codes Recursive rule X,X X 1,1,1,1 1,1 1,1,-1,-1 1 X,-X 1,-1,1,-1 SF=n SF=2n 1,-1 1 1,-1,-1,1 1,1,1,1,1,1,1,1 1,1,1,1,-1,-1,-1,-1 1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,,,,,,, 1,1,-1,-1,-1,-1,1,1 1,-1,1,-1,1,-1,1,-1 11 11 11 1 1,-1,1,-1,-1,1,-1,1 1,-1,-1,1,1,-1,-1,1 1,-1,-1,1,-1,1,1,-1............ SF=1 SF=2 SF=4 SF=8
Vad händer när MT rör sig? Handover Förflyttning mellan celler Byte av basstation Roaming Förflyttning mellan operatörer/länder Byte av hela strukturen 28
Vad händer sen? 4G/LTE IP i mobilnäten 4G Ingen ny teknik som 2G och 3G Samverkan mellan olika tekniker Roaming mellanmobilanättekniker mobila nättekniker SPRINT har valt IP över WiMAX för deras 4G-nät 29
LTE Long Term Evolution Telecom-tillverkarnas nästa teknik IP-baserat Ny radioteknik i accessnätet I första hand för mobil datakomm I andra hand för telefoni 30