Techniky spojovaní v komunikačních systémech
Transkript
Techniky spojovaní v komunikačních systémech přednáška na FEKT VUT v Brně v předmětu Telekomunikační a informační systémy Doc. Ing. Miroslav Vozňák, Ph.D. [email protected] 27.11.2013 Tato přednáška je podporována projektem č. CZ.1.07/2.2.00/28.0062 "Společné aktivity VUT a VŠB-TUO při vytváření obsahu a náplně odborných akreditovaných kurzů ICT Outline • telephony from history toward future • classification of individual generations, principles of switching • problem of complexity in space switching • principles of time switching • telephony as an application (VoIP) • bandwith requirements Katedra telekomunikační techniky VŠB-Technická univerzita Ostrava 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava http://kat440.vsb.cz http://liptel.vsb.cz 2 From history • instead teleph. exchange we use expression Communication System/Server nowadays • modern telephony is result more than 100 years of evolution • differences between narrow-band, wide-band and ultra-band telephony • amazing story about telephone invention, actors: A.G. Bell, E. Gray and A. Meucci Katedra telekomunikační techniky VŠB-Technická univerzita Ostrava 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava http://kat440.vsb.cz http://liptel.vsb.cz 3 Generations of switching systems • 1876, Bell gained unbelievable publicity at exposition in Philadelphia • 1878, the first teleph. exchange in Connecticut,with manual switching in switchboard Katedra telekomunikační techniky VŠB-Technická univerzita Ostrava 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava http://kat440.vsb.cz http://liptel.vsb.cz 5 Generations of switching systems 1st generation, Strowgers Switch 2nd generation, Crossbar Switch 3rd generation, SPC (Stored Programme Control) 4th generation, Time switch (TDM) 5th generation, Softswitch (packed based switching in IP Multimedia Subsystems) Katedra telekomunikační techniky VŠB-Technická univerzita Ostrava 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava http://kat440.vsb.cz http://liptel.vsb.cz 6 Strowger switch • 1891, grave digger A. Strowger inveted electromechanical step-by-step switch, Strowger switch, included in 1st generation - Step-by-Step (stepping selector) Katedra telekomunikační techniky VŠB-Technická univerzita Ostrava 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava http://kat440.vsb.cz http://liptel.vsb.cz 7 Crossbar (Space switching) The crossbar switch is an electromechanical switch with a matrix of vertical and horizontal bars and simpler motions that worked more reliably then Strowger switch The crossbar switch is an assembly of individual switches between multiple inputs and multiple outputs. The switches are arranged in a matrix. Switching in junctions - ferred switch in beginning - lately semiconductors x1 y1 x2 y2 Ferreed switch Katedra telekomunikační techniky VŠB-Technická univerzita Ostrava 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava http://kat440.vsb.cz http://liptel.vsb.cz 8 SPC SPC, Stored-program Control CPU, digital control but with space switching Katedra telekomunikační techniky VŠB-Technická univerzita Ostrava 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava http://kat440.vsb.cz http://liptel.vsb.cz 9 Complexity of space switching Issue of complexity in switching matrix, usually 3-stages, N inputs, N/n elements in 1st and in 3rd stages, k elements in 2nd stage, crosspoints C(n) Katedra telekomunikační techniky VŠB-Technická univerzita Ostrava 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava http://kat440.vsb.cz http://liptel.vsb.cz 10 Compexity in space switching Clos non-blocking condition crosspoints from previous slide and expressed with Clos condition min. complexity, derivative is zero then for n >> 1 for C(min) simplified Katedra telekomunikační techniky VŠB-Technická univerzita Ostrava 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava http://kat440.vsb.cz http://liptel.vsb.cz 11 Example: a design of non-blocking switch with minimal complexity for 512 inputs, N=512 then N/n elements 512/16=32 32 elements in 1st stage Every element will be equipped with 16 inputs Clos condition says: k=2*16-1=31 31 elements in 2nd stage Compexity - overall number of crosspoints C=63488 Katedra telekomunikační techniky VŠB-Technická univerzita Ostrava 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava http://kat440.vsb.cz http://liptel.vsb.cz 12 Time Switch Time switching, key condition for 4th gen. time switch is able to change Timeslot of individual bits (mostly 8 bits word) Katedra telekomunikační techniky VŠB-Technická univerzita Ostrava 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava http://kat440.vsb.cz http://liptel.vsb.cz 13 Time Switch Tr - switch Input Output type of T-switch Synchronous writing Asynchronous reading Tr Asynchronous writing Synchronous reading Tw Asynchronous writing Asynchronous reading Twr Synchronous writing Synchronous reading Katedra telekomunikační techniky VŠB-Technická univerzita Ostrava 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava http://kat440.vsb.cz Does not make sense http://liptel.vsb.cz 14 Softswitch IP telephony, VoIP – different approach, “ telephony is an application in IP “ which application protocols are needed? signalling: mostly SIP (Session Initiation Protokol), RFC 3261 media: RTP (Real-Time Protocol), RFC 3550, or SRTP RFC 3711, ZRTP RFC 6189 Katedra telekomunikační techniky VŠB-Technická univerzita Ostrava 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava http://kat440.vsb.cz http://liptel.vsb.cz 15 Softswitch open-source project Asterisk “I was so excited the first time I got a phone call delivered through my PC using my own software.” Mark Spencer Katedra telekomunikační techniky VŠB-Technická univerzita Ostrava 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava http://kat440.vsb.cz http://liptel.vsb.cz 16 Real Time Protocol TCP vs. UDP, transport layer RTP is based on UDP + timestamps and sequence numbers Katedra telekomunikační techniky VŠB-Technická univerzita Ostrava 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava http://kat440.vsb.cz http://liptel.vsb.cz 17 Real Time Protocol payload type identifies the media type RFC 1889 and 3550 (Transport Protocol for Real-Time Applications) Katedra telekomunikační techniky VŠB-Technická univerzita Ostrava 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava http://kat440.vsb.cz http://liptel.vsb.cz 18 Audio from Sender to Receiver audio signal, coding packetizing Transmission timing impairments - > jitter de-jitter buffer, elimination and decompression Katedra telekomunikační techniky VŠB-Technická univerzita Ostrava 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava http://kat440.vsb.cz http://liptel.vsb.cz 19 Audio from Sender to Receiver increasing bandwith requirements caused by overhead Take into account in your design • G.711 cca 90 kbps (64kbps) • GSM FR cca 40 kbps (13 kbps) • G.729 cca 35 kbps (8 kbps) • G.723.1 cca 25 kbps (5.3 kbps) Security techniques bring next overhad as well Katedra telekomunikační techniky VŠB-Technická univerzita Ostrava 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava http://kat440.vsb.cz http://liptel.vsb.cz 20 Bandwith Requirements • packetizing t [s] ......... timing PS [b] ......... payload size CR [bps] ......... codec rate PS t= CR SAL [b] .......... size at application layer HRTP [b] .......... RTP header SAL H RTP PS Katedra telekomunikační techniky VŠB-Technická univerzita Ostrava 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava http://kat440.vsb.cz http://liptel.vsb.cz 21 Bandwith requirements SF [b] HJ [b] .......... frame .......... headers in OSI model 3 SF SAL H j M j 1 .......... number of concurrent calls 3 H RTP H j j 1 BWM M C R 1 P S Katedra telekomunikační techniky VŠB-Technická univerzita Ostrava 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava http://kat440.vsb.cz http://liptel.vsb.cz 22 Katedra telekomunikační techniky VŠB-Technická univerzita Ostrava 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava http://kat440.vsb.cz http://liptel.vsb.cz 23 Cipher Block Chaining • the block size is affected by Cipher algorithm Katedra telekomunikační techniky VŠB-Technická univerzita Ostrava 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava http://kat440.vsb.cz http://liptel.vsb.cz 24 TLS • BS [b] represents the cipher block size • STLS [b] instead of SAL S S T LS C 0 AL BS BS x m in n x n • Ceiling function of 'x' gives the smallest integer greater than or equal to 'x'. Katedra telekomunikační techniky VŠB-Technická univerzita Ostrava 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava http://kat440.vsb.cz http://liptel.vsb.cz 25 IPsec • AH , Authentication Header Protocol • ESP , Encapsulating Security Payload Protocol IPsec in tunnel mode ESP+AH Katedra telekomunikační techniky VŠB-Technická univerzita Ostrava 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava http://kat440.vsb.cz http://liptel.vsb.cz 26 TLS vs. IPsec codec ∆t [ms] Bandwith Bandwith Bandwith without VPN OpenVPN IPsec [kbps] [kbps] [kbps] G.711 20 90.4 106.64 117.6 G.729 20 34.4 83.6 60 G.723.1 / 6,3 30 24 50.68 41.07 G.723.1 / 5,3 30 22.93 50.4 40 Katedra telekomunikační techniky VŠB-Technická univerzita Ostrava 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava http://kat440.vsb.cz http://liptel.vsb.cz 27 Katedra telekomunikační techniky VŠB-Technická univerzita Ostrava 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava http://kat440.vsb.cz http://liptel.vsb.cz 28 Thank you for your attention Q&A Tato přednáška je podporována projektem č. CZ.1.07/2.2.00/28.0062 "Společné aktivity VUT a VŠB-TUO při vytváření obsahu a náplně odborných akreditovaných kurzů ICT
Podobné dokumenty
Přednáška
Mapování prostoru tel. čísel na URI
adresy a budoucnost IP telefonie
přednáška na FEKT VUT v Brně v předmětu BPTS
5. Počítačové sítě
spoždění), možné přijmutí paketů v jiném pořadí než odeslaném, poškození dat atd. Ideální síť
je:
▪ Transparentní struktura pro aplikace (end-to-end) vs. reálná struktura
▪ Propustnost (neomezená v...
Uživatelský manuál SŘHV Online WEB rozhraní pro ZÁKAZNÍKY
Monitor s min. rozlišením 1366 x 768
MS Windows XP, WIN7,8.1
MS Internet Explorer 9 nebo vyšší
JAVA ver. 1.6.22
Adobe Reader
Technologie a protokoly multimediálních komunikací pro
Vážené studentky a vážení studenti, mým cílem bylo vytvořit studijní materiál, který by reflektoval
na současný trend hlasových komunikačních systémů. Do jaké míry má snaha byla úspěšná,
nepochybně...
Maturitní práce
po současnost. Podrobněji jsou popsány nejvýznamnější mobilní telefony, které ovlivnily
světový trh. Součástí maturitní práce jsou i modely vybraných telefonů, které byly
zhotoveny ve 3D programu R...