1

2.1 Moduri de transfer pentru semnalele digitale: mod de transfer asincron(ATM). Stratul fizic in ATM.

Stratul ATM

ATM este o tehnologie de comutare a celulelor şi de multiplexare, ceea ce combină avantajele comutării de

circuite (viteză garantată şi întârziere constantă) şi pe cele ale comutării de pachete (flexibilitate şi eficienţă în caz

de trafic discontinuu). La intrarea în comutatoarele din reţeaua ATM toate datele se despart în porţiuni de 48 octeţi,

cărora li se adaugă 5 octeţi de antet care conţine date de serviciu. Astfel se formează celule ATM de 53 octeţi, care

se transmit prin reţea. La ieşire din reţea antetele se aruncă şi datele ajung la destinaţie sub forma iniţială.

Tehnologia ATM permite utilizarea unei lărgimi de bandă de la câţiva megabiţi pe secundă până la zeci de gigabiţi

pe secundă.

2.2 Stratul de adaptare al ATM(AAL).AAL1,AAL2,AAL3/4,AAL5. Semnalizari in ATM, Principii ale

comutatiei ATM.Cale virtual.Canal Virtual.Arhitectura sistemelor de comutatie ATM

1.Structura nivelului de adaptare ATM

Nivelul de adaptare ATM este divizat în două părţi principale, 1.subnivelul de convergenţă(furnizeazaa o interfaţă

pentru aplicaţie. Constă dintr-o parte comună tuturor aplicaţiilor ce pot include încadrarea mesajelor şi detecţia

erorii.

ALL 1 protocolul pentru transmisia traficului de clasă A, adică traficul orientat pe

conexiuni, cu viteza de transmisie constantă, de timp real. Biţii sunt produşi de către aplicaţie la o viteză de

transmisie constantă şi trebuie să fie livraţi la capătul indepărtat cu aceeaşi rată constantă, cu un minimum de

intirziere, fluctuaţie şi supraincărcare. Subnivelul de convergenţă detectează celulele pierdute şi inserate greşit. In

final, subnivelul de convergenţă fragmentează mesajele sau fluxurile de intrare оn unităţi de 46 sau 47 octeţi care

sunt furnizate subnivelului SAR pentru transmisie. La celălalt capăt, subnivelul SAR extrage aceste unităţi şi

reconstruieşte intrarea originală.

SN-numarul de secventa 3 biti SNP- cimp protecţie număr de secvenţă

Atunci cind trebuie respectate limitele mesajului, se folosesc celulele P. Cimpul Indicator este utilizat

pentru a preciza deplasamentul de оnceput al următorului mesaj. Doar celulele cu un număr de secvenţă par pot fi

celule P, indicatoml fiind astfel оn domeniul 0 - 92 şi putind fi plasat fie оn informaţia propriei celule, fie оn celula

care urmează.

AAL2 este proiectat pentru fluxuri de date simple, orientate pe conexiuni, de timp real şi fără

detecţie de erori. AAL 2 este un protocol adecvat pentru fluxuri audio şi video necomprimate. (diferentele de cadre

la video si limitele mesajelor trebuiesc respectate si in acest scop a fost creat stratul ALL2)

Subnivelul de convergenţă este responsabil cu acceptarea

fluxului de biţi sau amesajelor de lungime arbitrară de la

aplicaţii şi cu fragmentarea lor în unităţi de 44 sau 48 octeţi

în vederea transmisiei. Partea inferioară a AAL-ului

este' subnivelui SAR -acesta poate adăuga antete şi

încheieri la unităţile de date care îi sunt furnizate de către

subnivelul de convergenţă, pentru a forma astfel informaţiile

utile alecelulelor. Aceste încărcături sunt furnizate nivelului

de transmisie ATM. La destinaţie,subnivelul SAR

reasamblează celulele în mesaje. Subnivelul SAR se ocupă

în principal cucelule, iar subnivelul de convergenţă cu

mesaje.

2

SN (Sequence Number - număr de secvenţă) numărarea celulelor pt detectării celulelor lipsă sau greşit inserate.

TI (Information Type - tipul informaţiei) indica faptul că celula reprezintă inceputul/ sfirşitul unui mesaj.

LI (Length Indicator - indicator de lungime) indică dimensiunea informaţiei utile, in octeţi .

CRC este o sumă de control a intregii celule, pentru detectarea erorilor.

AAL 3/4 poate opera оn două moduri: flux sau mesaj. оn modul mesaj, fiecare apel dinspre

aplicaţie spre AAL 3/4 injectează un mesaj оn reţea, limitele mesajului sunt respectate.

ST(Segment Type - tipul segmentului) -incadreaza mesajele. El indică pozitia ocelulei in mesaj .

MID(Multiplexing ID - identificator de multiplexare) determina care celulă aparţine cărei sesiuni.

ALL 5 oferă livrarea garantată cu control al fluxului pentru a preîntâmpina supraaglomerările.Este suportată atât

comunicaţia de tip uni-destinaţie cât şi de tip multi-destinaţie, dar multi- destinaţia nu garantează livrarea.

AAL 5 suportă atât modul mesaj cât şi modul flux. în modul mesaj, o aplicaţie poate transmite, nivelului AAL o

datagramă de lungime între 1 şi 65535 octeţi astfel încât fie se garantează sosirea datagramei la destinaţie, fie se

încearcă livrarea ei în condiţii cât mai bune. Numărul de octeţi adăugaţi pentru aliniere (de la 0 la 47 de octeţi) este

astfel ales, încât întregul mesaj, inclusiv încheierea şi octeţii în discuţie, să fie un multiplu de 48.

UU (User to User - utilizator la utilizator) este disponibil nivelurilor superioare pentru secvenţiere sau

multiplexare.

Lungime indică informaţie utilă, fără octeţii adăugaţi pentru aliniere.

CRC este suma standard de 32 de biţi calculată pentru întregul mesaj, inclusiv încheierea şi octeţii adăugaţi pentru

aliniere (cu valoarea câmpului CRC considerată 0).

3

2.3 Tehnologia de transmitere a datelor –MPLS.Metodele de asigurare a calitatii serviciilor CR-LDP si

RSVP-TE. MPLS Trafic Engineering. Algoritmul RED-Random Early Drop. Stabilitatea unei cai LSP.

Multi Protocol Label Switching - arhitectură în care nodurile terminale adaugă o etichetă unui pachet IP ce

identifică drumul spre destinatie.

MPLS rezolva o serie de probleme:

• se adresează problemelor privind scalabilitatea, legate de modelul IP-over-ATM;

• reduce complexitatea operatiilor din retea;

facilitează aparitia de noi posibilităti de rutare, ce îmbunătătesc tehnicile de rutare IP

oferă o solutie standardizată, ce are avantajul interoperabilitătii între diversi furnizori de produse si servicii.

MPLS-ului este generarea unei etichete „label‖ scurte, care secomporta ca o reprezentare simplificata a

header-ului pachetului IP. Folosind aceasta eticheta pentru a lua o decizie în procesul de forward. Pachetele IP au

un câmp în header-ul lor care contine adresa spre care pachetul este rutat pas cu pas.

Avantaj al MPLS-ului ca în contrast cu rutarea IP conventionala poate sa nu se bazeze numai pe adresa

destinatie care este purtata de header-ul IP, ci şi pe alte elemente. La fiecare dintre nodurile ulterioare din retea,

eticheta MPLS se foloseşte pentru a lua decizia de forwarding pentru un pachet. Router-ele MPLS forward-

eazapachetele, luând decizii de comutare bazate pe eticheta MPLS.

CR-LDP(Constraint Route Label Distribution Protocol) capabil de constructie a cailor comutate bazându-se si pe

alte informatii decât pe informatiile oferite de protocolul de rutare. CR-LDP afla informatiile necesare

despre capabilitatiile linkurilor (banda disponibila, delay, jitter, etc) de la un protocol de rutare cu astfel de

capabilitati. Un exemplu de astfel de protocol este OSPF-TE.

RSVP-TE(Resource Reservation Protocol) are ca scop principal interconectarea mai usoara între provideri,

folosirea sa împreuna cu MPLS îi creste considerabil scalabilitatea.

- ajuta la răspândirea eficienta a traficului în întreaga reţea, evitând neutilizarea şi suprautilizarea link-urilor;

- ţine seama de configuratiile (statice) de latime de banda ale legăturilor;

- ia în considerare atributele legaturilor, precum: intarziere, jitter,etc;

- se adaptează automat la schimbarea de lătime de bandă pe un link;

- se poate trimite traficul in retea dupa adresa sursa a pachetelor, nu neaparat dupa cea destinatie.

Random Early Drop – RED mãsoarã dimensiunea medie a cozilor dupã o lege exponentialã de timp si eliminã

probabilistic pachetele care sosesc, congestiile sunt detectate si controlate înainte calungimea cozilor sã ajungã la

maxim.

Cale cu comutaţie de etichete (Label Switched Path)- LSP

LSP-ul este o conexiune configurată între două LSR-uri în care tehnica de comutare de etichete este

folosită pentru a trimite pachetele. Un LSP este o cale specifică de trafic printr -o reţea MPLS. LSP-urile

sunt furnizate folosind LDP-ul, RSVP-TE (Resource Reservation Protocol with Traffic Engineering), CR-

LDP (Constraint-Based Routed LDP) .Un LSP se poate stabili prin una din cele două posibilităţi:

Controlul independent ; Controlul ordonat

Controlul ordonat / independent pentru stabilirea uni LSP, pot coexista în aceeaşi reţea fără nici un

fel de problemă din punct de vedere al arhitecturii sau interoperabilităţii. Metoda independentă furnizează o

convergentă şi stabilire a LSP-ului mai rapida, deoarece, LSR-ul poate stabili şi trimite etichete oricând, fără

întârziere sau aşteptare pentru mesajele ce urmează a fi propagate dintr-o parte a reţelei în alta. Stabilirea

LSP-ului depinde foarte mult de protocolul de rutare. În metoda controlului ordonat, legăturile sunt

propagate de-a lungul reţelei înainte ca LSP-ul să fie stabilit. Această metodă furnizează o mai bună

prevenire şi evitare a buclelor.

4

2.4 Tehnologia de transmisiuni Frame Relay. Conexiuni PVC si SVC. Administrarea traficului de date.

PVC-uri asimetrice.

Tehnologia Frame Relay este asemănătoare calculatorului: utilizarea ei nu necesită cunoaşterea conţinutului

ei intern. Dar la luarea deciziilor în privinţa utilizării reţelei, este necesară cunoaşterea principiilor de lucru şi a

posibilităţilor componentelor principale a tehnologiei Frame Relay. Componentele principale ale reţelei Frame

Relay : constă din trei componente: liniile de acces local, legăturile portului şi conexiunile virtuale

corespunzătoare.

Linia de acces local

Liniile de acces local asigură o interconexiune dintre dispozitivele instalate la utilizator (client) şi reţeaua

Frame Relay. E conectată la un port, încît fiecare linie are o singură legătură proprie. Liniile de acces local trebuie

să asigure o capacitate de transmisie nu mai mică decît capacitatea portului.

Legătura portului

Legătura portului este un punct de intrare (start) în reţeaua Frame Relay carui îi corespunde un nod de reţea

separat. În majoritatea reţelelor fiecărui punct de conexiune îi corespunde o singură legătură a portului, cu toate că

este utilizat de un număr mare de utilizatori, programe aplicative şi protocoale care necesită acces la resursele

reţelei. Serviciul Frame Relay asigură:

transmisiunea datelor interactive: imagini grafice cu posibilitate de soluţionare înaltă sau proiectarea şi

elaborarea asistată de calculator (CAD/CAM);

transmisiunea fişierelor în cazul volumelor mari de date;

multiplexarea fluxurilor de viteze reduse într-un canal de debit înalt;

transmisiunea traficului interactiv de tipul documentelor textuale, ce necesită cadre scurte, reţineri mici şi

capacităţi de bandă reduse.

5

2.5 Interfeţe UNI şi NNI în Frame Relay. Conexiuni PVC şi SVC. Administrarea traficului de date.

PVC-uri asimetrice.

În tehnologia Frame Relay sunt prevăzute două tipuri de interfeţe: UNI (User-to-Network Interface) –

‖utilizator - reţea‖ şi NNI (Network-to-Network Interface) – ‖reţea – reţea‖ (figura 1.3.).

Figura 1.3. Tipurile de interfeţe în tehnologia Frame Relay.

Liniile UNI crează interfaţa între reţelele accesibile Frame Relay şi utilizatorii ei, NNI – între două reţele

Frame Relay. Utilizatorii se conectează la dispozitivele reţelei FRND (Frame Relay Network Devices) prin

intermediul marşrutizatoarelor sau altor dispozitive FRAD (Frame Relay Access Devices), de exemplu,

comutatoarele Frame Relay.

Interfaţa NNI serveşte pentru asigurarea transmisiilor eficace între reţele. Viteza de transmisie a datelor prin

intermediul portului se alege separat pentru fiecare port, această alegere depinde de volumul informaţiei transmise în ambele

direcţii, în orice moment de timp. Diapazonul vitezelor de transmisie a datelor e destul de larg: 64 Kbps, 128 Kbps, 256

Kbps, 384 Kbps, 512 Kbps, 768 Kbps, 1,024 Kbps, 1,536 Mbps şi 2 Mbps. Capacitatea de bandă (transmisie) a legăturii portului determină viteza de transmisie pentru reţeaua LAN dată

(figura 1.4.). Într-o perioadă de timp bine determinată nu este posibilă transmisia sau recepţia unui volum de

informaţie mai mare, decît este în stare să permită legătura portului.

Tipurile de canale virtuale utilizate în tehnologia Frame Relay

Există două tipuri de conexiuni Frame Relay: canale PVC şi SVC. Lanţurile virtuale reprezintă legături logice

sau ruta între conexiunile porturilor (sau LAN) şi reţeaua Frame Relay (figura 1.5.).

6

Canale virtuale Ele funcţionează analogic liniilor închiriate. Protocoalele Frame Relay conţin mecanisme necesare pentru

administrarea canalelor virtuale permanente (PVC), pentru stabilirea conexiunilor virtuale comutate (SVC) şi

pentru încapsularea protocoalelor nivelelor superioare.

Pe interfaţa UNI se organizează unul sau câteva PVC-uri. Fiecare PVC stabileşte o conexiune logică cu un

port concret Frame Relay îndepărtat. Fiecare PVC în punctele terminale (porturi) se determină prin numărul

identificatorului conexiunii logice DLCI.Procedurile administrării PVC-urilor sunt destinate pentru controlul stării

lor, verificarea DLCI-urilor şi controlul stării interfeţei fizice.

PVC – canale virtuale permanente

PVC-ul este un canal permanent (fix), ca urmare el poate fi utilizat mereu, şi dacă el este stabilit pentru

legătura porturilor perechii date, atunci PVC-ul devine accesibil în orice moment de timp (în cazul lipsei erorilor

în reţea). Cadrele parcurg canalul PVC pe o rută bine determinată într-o anumită succesiune, de aceea nu este

necesar de a restabili ordinea trecerii cadrelor în punctul de destinaţie.

E necesar ca în reţeaua Frame Relay să existe măcar un canal PVC care ar interconecta două noduri. De

regulă, toate programele din ambele capete a acestei conexiuni utilizează acest canal în comun: legătura este

destinată anume pentru acest regim de lucru.

Canale cu comutare virtuală (SVC)

Principiul de lucru a canalelor SVC este analogic cu cel al canalelor PVC, însă conexiunea sau

deconexiunea (finisarea conexiunii) depinde de prezenţa sau lipsa apelurilor. SVC – reprezintă canale virtuale în

baza conexiunilor, instalate după procedura „convorbirilor intelectuale‖ dintre utilajul utilizatorului şi

prestatorul de servicii pînă în momentul transmisiunii informaţiei.

Figura 1.6. Utilizarea PVC-ului pentru suportul mai multor aplicaţii.

SVC-urile sunt utile cînd apare necesitatea conectării urgente a nodurilor reţelei sau în cazul acordării

accesului unei aplicaţii date la nodul reţelei (se presupune că anume din această cauză sunt confundate deseori cu

accesul telefonic la reţeaua Frame Relay).

Administrarea traficului de date

Protocoalele Frame Relay realizează diverse mecanisme specifice ce supraveghează şi administrează

supraîncărcarea reţelei. Aceste mecanisme permit, în primul rînd, asigurarea unui timp garantat pentru livrarea

informaţiei utilizatorului final, în al doilea rînd, adaptarea la fluxurile neuniforme în timp.

Mecanismul de reglare a fluxului traficului de date în reţea se înfăptuieşte cu ajutorul a trei parametri: viteza

coordonată de transmisiune – CIR (commited information rate), volumul impulsiv coordonat – Bc (burst

commited) şi volumul impulsiv adăugător – Be (burst excess).

CIR asigură viteza maximă (sau cea minimă garantată) de transmisie pe un PVC concret, care de obicei este

puţin mai mică decât viteza fizică de conectare a utilizatorului la portul reţelei Frame Relay

Alegerea valorii CIR pentru canalul PVC este importantă nu numai din motivul influenţei ei asupra eficacităţii

reţelei, dar şi fiindcă în procesul unei asemenea alegeri utilizatorii achiziţionează o experienţă vastă. Valoarea CIR

depinde foarte mult de traficul în cadrul reţelei şi de extinderea viitoare a reţelei.

PVC-uri asimetrice

Ca şi liniile private, Frame Relay este o tehnologie totalmente duplex. Aceasta reprezintă că recepţionarea şi

transmisiunea datelor prin intermediul canalelor PVC se realizează concomitent. Spre deosebire de liniile private,

tehnologia Frame Relay permite unor prestatori de servicii instalarea diferitor valori a CIR pentru fiecare direcţie a

canalului PVC (figura 1.8.). Canalul PVC cu valori diferite ale CIR este numit asimetric, spre deosebire de cel

simetric care dispune de o singură valoare CIR pentru ambele direcţii. Această posibilitate a tehnologiei Frame

Relay permite crearea unor condiţii mai prielnice pentru executarea programelor din ambele părţi ale conexiunii.

7

2.6 Formatul cadrului Frame Relay

Formatul cadrului cauzează amplasarea informaţiei în el.

Fanioanele reprezintă o consecutivitate specială a biţilor, cu care începe fiecare cadru. La începutul şi sfîrşitul

fiecărui cadru sunt amplasaţi cîte doi octeţi şi fanioanele.

Fanioanele sunt destinate pentru aceea ca utilajul reţelei să determine începutul şi sfîrşitul fiecărui cadru, sau

lipsa datelor transmise.

Următorii şase biţi reprezintă începutul adresei destinaţiei cadrului. Această adresă este numită DLCI (Data

Link Connection Identifier – identificatorul canalului de transmisiune a datelor) şi serveşte ca identificator al

canalului PVC în cadrul reţelei Frame Relay.

Apoi urmează bitul „comandă/răspuns‖, care poate avea valoarea 0 sau 1, dar la momentul actual nu este

utilizat de către protocolul respectiv.

Ultimul bit al octetului este unul din cei doi biţi a cîmpului EA (Extended Address – adresa extinsă). Extinderea

DLCI permite mărirea cantităţii adreselor posibile.

Ultimul octet al antetului conţine ultimii patru biţi a DLCI.

Următorii doi biţi sunt numiţi FECN şi BECN se utilizează pentru descoperirea supraîncărcării în reţea.

Bitul DE (Discard Eligibility – supus înlăturării) se instalează în valoarea 1, cînd cadrele sunt transmise cu o

viteză care depăşeşte valoarea CIR, ceea ce indică necesitatea schimbării priorităţilor pentru prevenirea

supraîncărcării şi pierderii datelor.

Ultimul bit al octetului este bitul al doilea al câmpului EA.

Ultimii doi octeţi ai cadrului, de asemenea, conţin informaţii de control.

Ei sunt numiţi FCS (Frame Check Sequence – consecutivitatea de contol a cadrului). Dacă consecutivitatea de

control a cadrului semnalizează deteriorarea lui, atunci cadrul nu este transmis.

După ultimul octet urmează fanioanele, care indică sfîrşitul acestui cadru şi începutul cadrului următor.

Datorită lungimii variabile a pachetelor, protocolul Frame Relay este foarte efectiv (cu excedenţă mică) în procesul

utilizării pachetelor de dimensiuni mari .

Avantajul Frame Relay constă nu numai în viteza ―fizică‖ înaltă de transmisie a datelor, dar şi în metodele

statistice de comprimare a informaţiei, ce permit sporirea de cîteva ori a eficacităţii utilizării canalelor de

comunicaţie, prezenţa interfeţelor ce asigură conectarea la reţea a diferitor dispozitive terminale.

Unul din avantajele principale a protocoalelor Frame Relay constă în aceea, că datorită utilizării metodelor

de comprimare a informaţiei şi productivităţii înalte ele permit transmisiunea nu numai a datelor, dar şi a

semnalelor vocale.

8

2.7 Protocolul HDLC

Protocolul HDLC permite funcţionarea în modul duplex, asigurând transmiterea datelor în ambele

sensuri simultan şi poate fi utilizat în diferite configuraţii: legături punct-la-punct, în configuraţii echilibrate

sau neechilibrate, şi legături multipunct. În oricare dintre aceste configuraţii o singură staţie este staţie

primară, cealaltă sau celelalte sunt staţii secundare. Cadrele transmise de staţia primară sunt considerate

comenzi, cele transmise de staţia secundară sunt considerate răspunsuri (figura 3.26).

Protocolul HDLC are trei moduri (proceduri) de operare:

- Modul de răspuns normal (NRM - Normal Response Mode), utilizat în configuraţiile

neechilibrate punct-la-punct şi în cele multipunct, în care staţia secundară poate transmite numai dacă a fost

invitată de staţia primară.

- Modul de răspuns asincron (ARM - Asynchronous Response Mode), utilizat de asemenea în

configuraţiile neechilibrate, de obicei punct-la-punct, în care o staţie secundară poate iniţia transmisiunea

fără a primi o invitaţie de la staţia primară, astfel că ea transmite cadre în mod asincron în raport cu cea primară.

- Modul echilibrat asincron (ABM - Asynchronous Balanced Mode), utilizat în configuraţiile

echilibrate, punct-la-punct, spre exemplu pentru comunicaţii calculator - calculator sau între un calculator şi

o reţea publică de date. În acest mod de operare fiecare staţie are acelaşi statut, realizând atât funcţiuni de

staţie primară, cât şi funcţiuni de staţie secundară.

Structura cadrului HDLC

Fig. 3.27

Formatul

cadrului

HDLC

Cadrul este delimitat de fanioane şi, pentru a asigura transparenţa datelor, transmiţătorul

introduce în mod automat un simbol 0 după o secvenţă de cinci simboluri 1 consecutive care apare în interiorul

cadrului, simbol ce va fi eliminat de receptor.

În câmpul de adresă se trece totdeauna adresa staţiei secundare, căreia îi este destinat cadrul, dacă

acesta este emis de staţia primară, sau care a emis cadrul respectiv, dacă acesta este un cadru de răspuns.

Prin câmpul de control sunt definite mai multe tipuri de cadre împărţite în trei categorii, numite: de

informaţie (I - information), de control sau de supervizare (S - supervisory) şi nenumerotate (U -

unnumbered)

Funcţionarea protocolului

Principalele funcţiuni ale protocolului sunt administrarea legăturii şi transferul datelor.

Înainte de a transmite datele, pe linii punct-la-punct sau multipunct, între cele două staţii în

comunicaţie trebuie stabilită o conexiune logică, ceea ce se realizează prin schimbul de cadre nenumerotate.

De asemenea, după transferul datelor, este necesară eliberarea conexiunii logice.

FANION

01111110

ADRESA

8/16 biţi

CONTROL

8/16 biţi

INFORMAŢIE

0 / N biţi

FCS

16/32 biţi

FANION

01111110

9

2.8 Protocolul PPP: PAP CHAP

Point to point protocol

Protocolul de comunicaţii punct-a-punct (PPP - Point-to-Point Protocol) a fost dezvoltat de IETF pentru

standardizarea modului de transmisie a datelor cu mai multe protocoale de reţea, pe legături seriale punct-la-punct

sincrone, ISDN, cu grupuri TDM.

Protocolul PPP stabileşte o legătură între două noduri (puncte) din-reţea printr-un scurt schimb de pachete cu

opţiuni de transmisie, după care urmează transferai datelor la viteze relativ mari, în cadre nenumerotate cu puţine antete,

tară confirmări de recepţie corectă sau retransmisii de cadre.

Interfeţele logice PPP sunt create pe interfeţele fizice existente (de exemplu, Ethernet). Pentru conexiuni PPP

multiple, se creează mai multe interfeţe PPP la nivelul unei interfeţe fizice.

Moduri de operare PPP PPP suporta 3 moduri principale prin care se raspunde la o cerere de conexiune

Legatura Imediata: Comunicatia se realizeaza dupa raspunsul la cerere. Autentificarea

trebuie sa aiba loc in cadrul protocolului PPP insusi

Dezavantaj: Metoda se dovedeste a fi periculoasa din punct de vedere a securitatii deoarece

autentificarea poate fi dezactivata si oricine se poate conecta la retea

Autodetectia : serverul este cel care face selectia intre PPP, SLIP, modul interactive sau alte

protocoale configurate in system

Avantaj: Migrarea utilizatorilor si a servicilor. Se poate face gradat

Interactiv: Asigura suport pentru terminale neinteligente si pentru utilizatori ce folosesc

emularea de terminal

ÎNCAPSULAREA DATELOR PRIN PPP

PPP încapsulează datele în cadre delimitate de caractere speciale (flags) de un octet cu valoarea hexazecimală 7E,

care se transmit şi în intervalele în care nu sunt date de transmis pentru menţinerea în sincronism a echipamentelor.

Cadrul PPP include, între caracterele de delimitare, mai multe cîmpuri

♦un cîmp de adresă de un octet, cu valoarea fixă hexazecimală FF.

♦un cîmp de control de un octet, în care se înscrie valoarea hexazecimală 03, cu semnificaţia că se transmit

cadre nenumerotate.

♦un cîmp de protocol de doi octeţi, prin care se specifică tipul protocolului de reţea utilizat pentru transmisie

(Tabel VII.7).

♦un cîmp de date avînd formatul impus de protocolul de nivel-reţea.

♦un cîmp de control a erorilor de transmisie dedus pe baza unui polinom CRC.

PPP functionalitate

La inceput, PPP verifica daca are de a face cu o sesiune active sau pasiva. Nodul activ

incepe sa trasmita cadrele in incercarea de a incepe o negociere cu partenerul sau. Nodul pasiv

asteapta initierea procesului de negociere. Inceperea corecta a procesului de negociere

presupune ca unul dintre noduri sa utilizeze nodul activ.

Servicii suportate in plus de PPP Suport simultan pentru mai multe protocoale, Configurarea

legaturii, detectia erorilor, Criptarea, Informatii despre retea, autentificarea.

PAP (Password autentification protocol) Depinde de parole si indentificatorii de utilizator dup ace utilizatorul stabileste legatura la

distanta, serverului RADIUS ( sistem de autentificare, autorizare si accounting) ii este trimisa

o pereche formata din identificator si o parola.Serverul de acces trimite continuu parola si ID-

ul pana la expirarea unui interval de timp.

CHAP ( Challenge Handshake Authentification Protocol) Protocol de confirmare in 3 pasi :

- se trimite un cod de verificare utilizatororului care trebuie sad ea raspunsul de

10

confirmare correct

- dupa ce utilizatorul stabileste legatura, serverul trimite un pachet de verificare catre

client.

- Clientul raspunde cu o valoare calculate folosind o functie de dispersie

neinversabila ( sau greu inversabila)

EAP ( Extensive Autentification Protocol) EAP amana selectarea algoritmului pana dupa faza de control a legaturii (LCP) cand PPP

construieste o conexiune. In timpul fazei de autentificare EAP interogheaza clientul pentru

obtinerea de informatii cu privire la protocoalele de autentificare.

Suporta sistemul back-end (web, baza de date) pentru autentificare si criptare

2.9 Retele digitale cu integrarea serviciilor. Caracteristicile N-ISDN si B-ISDN

Reţeaua ISDN (Integrated Services Digital Network) este o reţea digitală ce oferă unor utilizatori locali o gamă

de servicii, precum telefonie fixă, videotelefonie, fax, transfer de date între calculatoarele reţelei cât şi între reţeaua

dată şi internet.

Avantajele majore ale dezvoltarii ISDN sunt:

e posibilă implementarea ISDN în reţeaua existentă, deoarece aceasta dispune de interfeţe specializate

care să asigure conlucrarea cu reţeaua telefonică, reţeaua telex, reţeaua de date cu comutaţie de circuite,

reţeaua de date cu comutaţie de pacchete;

se creează o reţea de comunicaţii universală care asigură servicii de conexiune p/u diferite tipuri de

utilizatori: transmisii vocale, texte, imagini, date;

e posibilă implementarea cu uşurinţă a unor servicii noi;

se asigură o viteză mare p/u transmiterea informatiei, cu posibilitatea de control şi corectare a erorilor de

transmisie;

se realizează integrarea comutaţiei şi transmisiei, ambele de tip digital, ceea ce are ca efecte:

1.realizarea o singură dată a codificării şi decodificării semnalului electric;

2.reducerea costului reţelei şi al exploatării;

e asigurat accesul simultan al unui abonat cu terminal multifuncţional la unul sau mai multe servicii,

folosind o singură linie de conexiune prin care se asigură multiplexarea semnalelor digitale de viteze

ridicate;

ISDN de bandă îngustă asigură un flux digital, pînă la terminalul de abonat, care conţine 2 canale de com-ţie de

tip B de 64kbit/s şi un canal de semnalizare D de 16kbit/s. Acest flux numeric 2B+D e cunoscut sub numele de

acces de bază şi el asigură abonaţilor servicii de bază ca: legături telefonice, teletex, faximil, transmisiuni de date,

informaţii de telemetrie şi de control etc. Utilizarea accesului de bază permite folosirea liniilor telefonice existente

p/u conectarea terminalului ISDN la centrala ISDN.

ISDN de bandă largă asigură punerea la dispoziţia abonaţilor a serviciilor de bandă largă: videotelefonice,

radiodifuziune de înaltă calitate, televiziune prin cablu, transmisii date cu viteză mare.

Utilizatorii actuali ai reţelelor de TLC solicită servicii de comunicaţii mai rapide,eficiente, accesibile la preţuri

rezonabile. Aceste servicii pot include transferuri de fişiere cu viteze mari, transmisie de imagini şi grafice cu

rezoluţie mare, videotelefonie, proiectare şi producţie asistată de calculator. În comparaţie cu telefonia analogică,

aceste servicii s/t foarte diferite din următoarele puncte de vedere:

-viteza de transmisie în reţea e foarte mare (aprox 150Mbit/s), de aprox de 1000 de ori mai mare faţă de ceea ce

poate fi transmis prin liniile telefonice existente(144kbit/s).

-factorul de variaţie a ratei binare p/u servicii diverse poate fi de 1000.

-cantitatea de trafic generat e extrem de inconsistentă p/u unele aplicaţii de date.

11

2.10 Interfeţe utilizatori – reţea a ISDN

Caracteristica principală a ISDN o reprezintă asigurarea unui suport pentru o gamă largă de servicii: vocale şi

nevocale asigurând conectivitate digitalizată între terminalele digitale.

Reţele ISDN trebuie să dispună de interfeţe pentru accesul la:

1.Terminal simplu ISDN; 2.Terminal multiplu ISDN; 3.Reţele private care pot fi atât reţele locale cât şi PAB;

4.Centre de procesare a informaţiei sau de memorare; 5.Reţele dedicate etc.

Tipuri de canale şi structura interfeţelor ISDN

Canalul B- un canal de 64 kbps ce conţine info de utilizator şi nu conţine info de semnalizare p/u comutaţia

circuitelor necesare reţelei ISDN. Info de utilizator pot fi:

1.voce codificată corespunzător RG711 cu un debit 64 kbps.; 2.info de date; 3.voce de bandă largă cu

capacitatea de 64kbps conform RG702; 4.voce codificată cu un debit binar mai mic de 64kbps.

Fluxurile de info cu debit binar mai mic de 64kbps vor fi adaptate la capacitatea de transfer a canalului B.

Canalul de tip D p/u transmisiunea info de semnalizare necesare p/u comutaţia circuitelor prin ISDN. Rata

canalului D variază între 16-64 kbps, depinde de tipul interfeţei şi p/u accesul de bază 16 kbps şi 64 –accesul

primar.

Canalul H e canalul asociat fluxurilor de info cu debit binar mai mare de 64kbps. Canalul H poate fi divizat în

canale compatibile ISDN şi anume cu cele de bandă îngustă (H0 H11 H1 2 H21 ) şi canalele ISDN de bandă largă

H22 şi H4.

Funcţii terminalului de reţea:

1. Convertirea semnalului digital în semnal liniar;

2. Formarea cadrelor de transmisiune;

3. Sincronizarea de bit si de cadru;

4. Activarea terminalelor de abonat;

5. Controlul accesului la canalul de semnalizare D;

6. Asigurarea legăturii fizice a terminalelor de abonat cu reţeaua ISDN.

Terminale ISDN

Serviciile de bază oferite de terminale ISDN sunt:

1.Stabilirea unei comunicaţii bidirecţionale pe canalul B. Semnalizarea între terminal şi centrală se realizează

prin canalul D; 2.Realizarea codării şi decodării semnalului vocal; 3. Alimentarea terminalului prin interfeţe de

tip S; 4.Numerotarea prescurtată; 5. Reapelarea la ultimul nr. Apelat; 6. Serviciul de transfer a conexiunii;

7.servicii pentru abonaşi absenţi; 8. Răspuns automat; 9. Înregistrarea unui mesaj; 10. Obţinerea unor info

suplimentare; 11.Durata convorbirii.

LAPD Protocolul de acces pe canal ISDN de tip D, LAPD (Link Access Protocol for D channeî) este un protocol de nivel

OSI2 şi este descris în recomandarea ITU-T Q.921.

LAPD este utilizat în procesul de comunicaţie dintre TE şi NT, pe nivelul legăturii de date, pentru:

♦ adresare;

♦ controlul fluxului;

♦ detecţia erorilor de transmisie.

AODI

Serviciul de reţea AODI (Always On/Demand ISDN) realizează o conexiune permanentă între furnizorul de servicii

Internet (ISP - Internet Service Provider) şi utilizatorul unei reţele ISDN, cu transmisie de pachete pe canalul ISDN de

tip D, conform standardului X.25.Serviciul AODI nu reprezintă un protocol distinct, ci oferă o bandă de transmisie de

lăţime relativ mică dar şi cu costuri reduse, pentru servicii de poştă-electronică, transmisii de ştiri în reţea şi altele,

eventual navigare în WWW cu creştere a benzii prin utilizarea de conexiuni pe canale B ISDN, cu circuite de comutare.

X.25

X.25 este un standard pentru comunicaţia dintre un DTE (Data Terminal Equipmenf) şi un DCE (Data Circuit-

terminating Equipment) în reţele publice cu comutare de pachete (PPSN - Public Packet Switched Network).

12

2.11 Software în comunicaţiile electronice digitale. Software clasic de comutatie.Programul generic.

Preluarea apelurilor

Software-ul în prezent în majoritatea sistemelor de comutaţie este rezultatul unui efort de creştere eficientă

care a urmărit prelucrarea a cît mai multor apeluri într-un timp cît mai scurt utilizînd cît mai puţine resurse.

Parametrul major care condiţionează această problemă de optimizare constituie legătura dintre capacitatea şi costul

sistemului.

Arhitectura unui software curent de comutaţie poate fi reprezentat:

Software-ul reprezintă ansamblul de programe şi de baze de date care asigură comanda şi controlul

sistemelor cu comanda programată, precum în ansamblul de biblioteci de programe generatoare, pe baze de date

medii de programare necesare elaborării programelor documentaţiei de specificaţie şi a descrierii sistemului.

Caracteristicele software-ului de TLC:

1. Complexitate şi stabilitate: software-ul a unei CTA digitale este partea cea mai stabilă a sistemului şi

reprezintă mai mult de jumătate, din costul total a acestuia.. Sunt accesibile în prezent biblioteci de

programe verificate în expluatarea sistemelor de comutaţie;

2. Modularitate: pentru a asigura creşterea a inteligibilităţii programelor de dimensiunifoarte mari ale

sistemelor de comutaţie se impune:

- trecerea la sisteme de comutaţie, cu comandă distribuită sau descentralizată, ceea ce conduce la divizarea

software-ului, care va fi distribuit unităţilor centralei.

- Modularizarea şi structurarea programelor. Software-ul pentru sisteme de comutaţie este construit din

module, independente, care au fost verificate în fazele de dezvoltare şi de axpluatare a sistemelor de

comunicaşii şi care sunt accesibile pentru biblioteca de module logice ale sistemului.

3. Adaptarea la nevoile clientului. În funcţie de cerinţele administraţiei de TLC, software-ul unei centrale

telefonice este alcătuit diun module standart şi module specifice, astfel ca echipamentul să fie adecvat

cerinţelor utilizatorilor;

PROGRAMUL GENERIC: Programul generic îndedplineşte mai multe funcţii referitoare la:

- prelucrarea apelurilor generate de abonaţii proprii sau adresate lor, precum şi diferitelor servicii pe care

sistemul îl oferă abonaţiilor;

- asigurarea şi menţinerea stării de funcţionare a sistemului.

- administrarea sistemului - prin implicarea în procesele de înnoire sistemului respectiv.

În cazul unui apel local, realizarea acestei sarcini presupune:

- detectarea unei ceereri de serviciu;

- interpretarea informaţiei de numerotare;

- alertarea părţii chemate;

- stabilirea conexiunii propriu-zise;

- taxarea;

- eliberarea conexiunii;

13

2.12 Sistem pentru comunicatii mobile:GSM Reteaua celurara. Arhitectura GSM.Localizarea abonatilor si

realizarea aconvorbirii. Asigurarea legaturii in cursul deplasarii abonatului mobil. Arhitectura simplificata

a protocoalelor GSM.

INFORMATII GENERALE Reţelele GSM operează în benzile de frecvenţă 890-915/935-960 MHz prin intermediul a 124 canale radio duplex,

fiecare cu o lărgie de bandă de 200 KHz. Intervalul de frecvenţă dintre aceste două benzi este de 45 MHz, care este şi

lărgimea de bandă dintre frecvenţa de transmisie şi cea de recepţie a unui terminal GSM.

Se foloseşte o tehnică numită Time Division Multiple Access (TDMA) pentru a împărţi un canal radio de 200 KHz în 8

sloturi de timp, fiecare dintre acestea constituind un canal de semnal vocal separat. Spre deosebire de semnalele

analogice obişnuite, transmisia unui canal de semnal vocal nu este continuă. Prin utilizarea celor 8 sloturi de timp,

fiecare canal transmite semnalul vocal digitizat într-o serie de impulsuri scurte, totalizând o durată de 1/8 dintr-o

secundă. Astfel un terminal GSM transmite o optime din timp. Avantajul tehnicii TDMA rezidă în reutilizarea

frecvenţelor într-o vecinătate apropiată cu o probabilitate mai mică de interferenţă. Aceasta asigură o eficienţă mult mai

mare şi permite deservirea mai multor utilizatori.

ARHITECTURA RETELEI GSM O reţea GSM este compusă din mai multe entitătţi funcţionale, ilustrate în Figura 1. Reţeaua GSM poate fi împărţită în

trei părţi. Staţia mobilă (Mobile Station) este folosită de utilizator, subsistemul staţiei de bază (Base Station Subsystem)

controlează legaturile radio cu staţia mobilă (Mobile Station) şi subsistemul reţelei (Network Subsystem), partea

principală unde se gaseşte centrul de comutare al serviciilor mobile (Mobile services Switching Center), asigură

comutarea apelurilor între terminalele mobile sau între terminale mobile şi cele fixe, ca şi controlul mobilităţii.

Figura 1. Arhitectura generala a reţelei GSM.

Staţia mobilă şi subsistemul staţiei de baza comunică prin interfaţa Um, cunoscută ca legătura radio. Subsistemul staţiei

de bază comunică cu centrul de comutare al serviciilor mobile prin interfaţa A. 43 Staţia Mobilă Staţia mobilă (MS) constă în echipamentul mobil (terminalul) şi o cartelă inteligentă numită "Subscriber Identity

Module" (SIM). Cartela SIM oferă mobilitate personală, astfel încât utilizatorul poate avea acces la serviciile la care a

subscris prin inserarea acesteia în orice terminal.

Echipamentul mobil este unic identificat de "International Mobile Equipment Identity" (IMEI). Cartela SIM conţine

"International Mobile Subscriber Identity" (IMSI) utilizat la identificarea de către sistem a utilizatorului, o cheie secretă

pentru autentificare, şi alte informaţii. IMEI şi IMSI sunt independente, permiţând mobilitate personală. Cartela SIM

poate fi protejată împotriva utilizării neautorizate printr-o parolă sau un număr personal de identitate.

Subsistemul Staţiei de Bază Subsistemul staţiei de bază este compus din două părţi, "Base Transceiver Station" (BTS) şi "Base Station Controller"

(BSC). Acestea comunică prin interfaţa standardizată "Abis", permiţând (ca şi în restul sistemului) operarea între

componente fabricate de diferiţi producători.

BTS conţine unitatile de emisie-recepţie radio ce definesc o celulă şi controlează protocoalele de legătură radio cu MS.

Într-o arie urbană întinsă pot exista un număr mare de BTS-uri dispuse, astfel încât cerinţele pentru un BTS sunt

performanţa, portabilitate si cost minim.

BSC controlează resursele radio pentru unul sau mai multe BTS-uri, organizarea canalelor radio şi alocarea

frecvenţelor. BSC este conexiunea dintre MS şi "Mobile service Switching Center" (MSC).

14

CANALELE GSM Canalele de Trafic Un canal de trafic (TCH) este utilizat pentru transportul semnalului vocal şi a datelor.

Canalele de trafic sunt definite printr-un multicadru sau un grup de 26 de cadre TDMA. Lungimea unui multicadru

este de 120 ms, de unde rezultă definirea unei perioade de impuls (120 ms / 26 cadre / 8 perioade de impuls pe

cadru). Din 26 de cadre, 24 sunt utilizate pentru trafic, 1 este utilizat pentru "Slow Associated Control Channel"

(SACCH) şi 1 nu este utilizat (Figura 2).

Sectorizarea celulară

Se notează canalele de comunicaţie cu numere de la 1 la N

şi se consideră că, în frecvenţă, diferenţa între purtătoare este

proporţională cu diferenţa algebrică între numerele folosite pentru

notaţie. Dacă se consideră un grup de bază format din N celule,

atunci al n-lea set de canale (0 < n < N) se formează după regula

{n, n + N, n + 2N,... }. Figura 9 arată modul de alocare a resurselor

într-un grup de bază de 12 celule. Acest tip de alocare poate

modela, de exemplu, un sistem cu acces simplu în frecvenţă atunci

când toate celulele sunt echipate cu antene omnidirecţionale.

Divizarea celulară (splitting)

Distanţa între două celule vecine se înjumătăţeşte, astfel încât

suprafaţa nominală a celulei hexagonale se reduce de 4 ori

(densitatea de celule în reţea creşte de 4 ori).

Actualizarea Localizării O soluţie de compromis, utilizată în GSM, este de a grupa mai multe celule într-o arie de localizare. Mesaje

de actualizare sunt necesare doar la deplasările dintre ariile de localizare, iar mesajele "paging" sunt trimise către

staţia mobilă de toate celulele aflate în aceeaşi arie.

Procedurile de actualizare a localizării şi respectivele rutari ale apelurilor, folosesc MSC şi două registre de

localizare, HLR şi VLR. Când o staţie mobilă se deplasează într-o arie de localizare, sau într-o reţea diferită,

trebuie să se înregistreze în reţea pentru a indică localizarea curentă. În mod normal, un mesaj de actualizare este

trimis la un nou MSC/VLR, care înregistrează informaţia despre localizare şi apoi o trimite la HLR. Informaţia

trimisă la HLR este în mod normal adresa SS7 a noului VLR, dar poate fi şi un număr de rutare. Motivul pentru

care în mod normal nu este alocat un număr de rutare, este că într-un nou MSC/VLR, există un număr limitat de

numere de rutare disponibile şi ele sunt alocate la cerere pentru apeluri. Dacă utilizatorul este titularul serviciului,

HLR trimite un subset de informaţii de înregistrare, necesare pentru controlul apelului, către noul MSC/VLR apoi

trimite un mesaj către MSC/VLR-ul anterior pentru a şterge vechea înregistrare.

Din motive de performanţă, GSM are de asemenea o procedură periodică de actualizare a localizării. Dacă

un HLR sau MSC/VLR nu răspunde, a avea fiecare staţie mobilă înregistrată simultan şi a aduce baza de date la zi,

va cauza o supraîncărcare. Astfel, baza de date este actualizată doar dacă apare un eveniment de actualizare a

localizării. Actualizările periodice şi intervalele dintre acestea sunt controlate de operator şi reprezintă un

compromis între viteza de reactualizare şi încărcarea traficului. Dacă o staţie mobilă nu se înregistrează după

perioada de timp de actualizare, ea este radiată.

15

O procedură legată de actualizarea localizării este ataşarea şi detaşarea de tip IMSI. Procedura de detaşare

permite reţelei să ştie dacă o staţie mobilă este indisponibilă şi a evita alocarea canalelor şi a trimiterii mesajelor de

"paging". Procedura de ataşare este similară actualizării localizării şi informează sistemul că staţia mobilă este din

nou disponibilă. Activarea procedurilor de ataşare/detaşare IMSI este la nivelul operatorului pe o celulă

individuală.

Rutarea Apelului Un apel de la o staţie mobilă este direcţionată către funcţia "Gateway" MSC (GMSC). GMSC este practic

un comutator care poate interoga HLR-ul utilizatorului pentru a obţine informaţia de rutare şi astfel conţine o tabela

de legături între MSISDN şi HLR-ul corespunzător. O simplificare este de a avea un singur GSMC care să

controleze o reţea locală. De notat ca funcţia GMSC este distinctă de funcţia MSC, dat în mod normal sunt

implementate în acelaşi modul funcţional.

Informaţia de rutare, ce este returnată de GMSC, este numărul mobil al terminalului "Mobile Station

Roaming Number" (MSRN), care este de asemenea definit de planul de numerotare E.164. MSRN-urile sunt legate

de planul geografic de numerotare şi nu sunt atribuite sau vizibile utilizatorului.

Proceduri de semnalizare pentru gestionarea transferurilor (handover)

Transferurile (handover) se pot defini ca mecanisme prin care canalul radio alocat unei comunicaţii este

modificat fără întreruperea acesteia. Cauza care generează un transfer este deteriorarea calităţii sau a nivelului

semnalului recepţionat pe un canal. Un transfer este în marea majoritate a cazurilor consecinţă a mobilităţii:

modificarea poziţiei geografice a unui mobil necesită alocarea unui nou canal de trafic (aferent noii zone

geografice în care se află acesta) pentru comunicaţie. Mai simplu, ieşirea din aria de acoperire a unui BTS produce

deteriorarea calităţii semnalului; în consecinţă, trebuie alocat un nou canal, gestionat de noul BTS (în zona căruia a

intrat mobilul). Având în vedere cele afirmate anterior, putem distinge doua categorii de mecanisme de transfer:

transferuri inter-celulare. Cea mai simplă definiţie a acestui tip de transfer este următoarea: dacă noul

canal (alocat în urma transferului) si respectiv vechiul canal sunt gestionate de BTS-uri diferite, atunci transferul

este de tip inter-celular. Acesta este o consecinţă:

- a modificării poziţiei geografice a mobilului; - în cazul unei celule cu trafic foarte intens, MSC poate decide

deservirea anumitor apeluri de către celulele învecinate.

transferuri intra-celulare. În acest caz, ambele canale (atât cel anterior alocat transferului, cât şi cel alocat

în urma transferului) sunt gestionate de acelaşi BTS. Transferurile inter-celulare pot fi si ele de mai multe tipuri:

a) fără modificarea BSC (noul si vechiul BTS aferente mobilului sunt gestionate de acelaşi BTS);

b) fără modificarea MSC (noul si vechiul BTS aferente mobilului sunt gestionate de BSC-uri diferite; cele

două BSC-uri sunt însă deservite de acelaşi MSC);

c) cu modificarea MSC (noul si vechiul BTS aferente mobilului sunt gestionate de BSC-uri diferite; cele

doua BSC-uri sunt deservite de doua MSC-uri diferite)

Protocolul de comunicare în reţeaua GSM

Protocolul de comunicare în reţeaua GSM este structurat pe trei straturi ca în Figura 3. Stratul 1 este stratul

fizic, care utilizează structura de canale descrisă anterior. Stratul 2 este stratul de legătura al datelor. Prin interfaţa

"Um", stratul de legătura al datelor este o versiune modificată a protocolului LAPD folosit în ISDN, numit

LAPDm. Prin interfaţa "A", este utilizat stratul 2 MTP al SSN 7. Stratul 3 al protocolului de comunicare GSM este

el însuşi impartit în trei substraturi:

Controlul Resurselor Radio (RR) - Controlează iniţierea, menţinerea şi terminarea canalelor radio şi a celor

fixe, inclusiv protocolul.

16

Figura 3. Structura protocolului de comunicare în GSM.

Controlul Mobilitatii (MM) - Controlează actualizarea localizării, procedurile de înregistrare, securitatea şi

autentificarea.

Controlul Conexiunii (CM) - Se ocupă de controlul general al apelurilor, similar cu Recomandarea CCITT

Q.931, şi controlează Serviciile Suplimentare şi Serviciul de Mesaje Scurte.

Comunicarea dintre diferite entităţi în partea fixă a reţelei, cum ar fi între HLR şi VLR, este realizată prin

"Mobile Application Part" (MAP). MAP este construit în vârful "Transaction Capabilities Application Part"

(TCAP), stratul de vârf al SSN7. Specificaţiile MAP destul de complexe, descrise în peste 500 pagini, fac obiectul

celui mai lung document din recomandările GSM.

2.13 Telefonie prin internet (VOIP=Voive over IP). Protocolul H.323

VoIP (Voice Over IP) reprezintă un protocol optimizat prin care se pot purta convorbiri telefonice, se pot

trimite faxuri, se pot organiza conferinţe audio/video peste o reţea bazată pe protocolul IP, ce reuşeşete să asigure o

anumită calitate a serviciului şi cu un raport cost/beneficii superior.

Calitatea vocii transmise este foarte bună în reţelele ATM datorită lungimii mici a celulelor ATM care reduc întвrzierile

de transmisie, dar mai slabă în reţelele IP. De aceea, s-a propus transferul fluxului IP printr-o reţea de transport ATM

(IP-over-ATM).

Calitatea serviciului de voce (QoS - Quality of Service) oferit de o reţea IP se poate îmbunătăţi prin

aplicarea protocolului RSVP şi a tehnologiei MPLS (MultiProtocol Labei Switching).

Pachete de voce transmise prin link Ethernet şi link PPP Structura pachetelor de voce transmise în reţelele IP

CALITATEA SERVICIULUI DE VOCE

Transmisia vocii în reţele cu transfer de pachete este avantajoasă prin costurile reduse şi lăţimea de bandă mică

utilizată pentru serviciul VoP.Suprapunerea semnalelor de convorbire (Talker Overlap) de la cele două capete devine

deranj antă pentru întîrzieri mai mari de 250 ms.

Întîrzierile de transmisie sunt cauzate de diferiţi factori:

17

♦codarea vocii (vocoding) se realizează pe principiul codării-bloc ceea ce impune stocarea eşantioanelor de voce în

memorii-tampon (buffer) în vederea formării unui bloc de intrare (Tabel VII.2);

♦împachetarea biţilor rezultaţi din codarea vocii în pachete de anumite dimensiuni cu scopul reducerii ponderii

antetelor şi a încărcării reţelei (de exemplu, trei cadre G.729 corespunzînd la 30 ms de convorbire se pot transmite într-

un singur pachet);

ARHITECTURA SISTEMULUI VoIP

Conectarea aparatelor şi centralelor telefonice la o reţea de calculatoare impune tranferul semnalelor de convorbire

şi al celor de semnalizare precum şi adaptarea formatului, acestora la reţeaua de transmisie a vocii.

1. Modulul de procesare a vocii şi pachetelor vocale (VPM - Voice Packet Module) converteşte eşantioanele

de voce în pachete generice şi invers. Suplimentar, acest modul, implementat cu un procesor digital de semnal (DSP -

Digital Signal Processing), cu interfaţă PCM, efectuează operaţii de suprimare ecourilor.

2. Modulul de semnalizări telefonice (TSM - Telephony Signaling Module) interpretează semnalizările de pe

linia telefonică (de exemplu, semnalizări SS7 - Signaling System 7) relativ la schimbările stării sistemului.

3. Modulul protocolului de reţea (NPM - Network Protocol Module) configurează conexiunile în reţea pe

baza comenzilor date de TSM, formează pachetele de voce*şi de semnalizare cu antete specifice dependente de

protocol. Semnalizarea în reţeaua de calculatoare se realizează pe baza diferitelor standarde, de exemplu Q.933 pentru

semnalizări în sisteme VoFR.

4. Modulul de management a reţelei (NMM - Network Management Module) gestionează resursele

sistemului VoIP, conform standardului (ANSI).l compatibil cu (SNMP).Vl sau conform unor standarde de firmă.

Modulele TSM, NMM şi NPM sunt implementate cu un microprocesor.

AVANTAJE VOIP

1. Primul şi probabil cel mai important avantaj este o reducere semnificativã a costurilor, deoarece acum

este nevoie ca doar o singură reţea să fie cumpărată şi administrată, iar costurile de comunicaţii sunt mult mai mici.

2. Spre deosebire de telefonia tradiţională care este limitată la transportarea vocii la 64kbps, reţelele de

telefonie IP pot utiliza algoritmi de codare sofisticaţi care permit ca vocea să fie transmisă la rate mai mici precum

32kbps, 16kbps, 8kbps, etc.

Când se face designul unei reţele bazate pe telefonie IP, diferiţi parametrii, alţii decât cei de securitate şi

confidenţialitate, trebuie luaţi în calcul. Aceştia includ:

Calitatea vocii –Calitatea vocii în telefonia IP este în funcţie de mai mulţi factori precum latenţa (întârzierea),

jitter-ul (variaţia întârzierii), pierderea de pachete şi altele.Calitatea serviciilor (Quality of service QoS) –Pentru

a prioritiza traficul şi a rezerva lărgime de bandă, reţelele bazate pe telefonia IP trebuie să utilizeze soluţii bazate pe

calitatea serviciilor (quality of service - QoS). Disponibilitatea –Disponibilitatea trebuie menţinută asemănător cu

cea din reţelele de telefonie tradiţională. De exemplu o reţea de telefonie tradiţională are disponibilitatea

99,999%. Aceasta înseamnă o perioada de nefuncţionare de 5 minute pe an. Extensibilitatea – O reţea bazata pe

telefonia IP trebuie să poate fi extinsa pentru a suporta sute de mii de conexiuni/apeluri concurente pentru a păstra

posibilitatea de creştere odată cu cererea.

18

2.14 Calitatea serviciului(QoS=Quality of Service) in retelele de transport de date. Parametrii QoS-

IntServ si DiffServ.

Quality of Service sau QoS reprezinta prioritizarea traficului in functie de protocol. Orice retea mare (cateva sute

sau mii de calculatoare) sau orice retea care foloseste o singura iesire spre Internet implementeaza sau ar trebui sa

implementeze QoS.

1. Pentru o activitate eficienta traficul trebuie prioritizat in functie de protocolul respectiv. Astfel VoIP -

VoiceOverIP, SSH, protocoalele de remote management sau video au nevoie de delay minim. Exista protocoale si

servicii care nu necesita delay scazut. Ex: email, download-urile, P2P, chiar si Web-ul.

2. Doua concepte importante in QoS sunt cele de traffic shaping si traffic policing.

Traffic Shaping reprezinta controlul asupra traficului trimis (upload / upstream) prin delay astfel incat sa nu

se formeze coada sau daca se formeaza sa o putem controla.

Traffic Policing reprezinta acelasi lucru pentru download / downstream. Implementarea unei politici este

extrem de complexa, poate chiar imposibila din simplu motiv ca nu putem influenta ceea ce primim de la

altii.

3. Tot cu ajutorul lui QoS se poate configura banda minim garantata pentru fiecare client. Astfel ISP-urile pot oferi

propria banda clientilor in functie de abonamentul acestora (cat au platit), garantand un trafic minim indiferent de

situatie.

4. Tot cu ajutorul lui QoS putem configura propriul nostru LAN, astfel incat daca un client foloseste P2P (point-to-

point), face downloaduri mari pe toata durata zilei, etc sa nu influenteze activitatea celorlalti.

In retelele cu comutare de pachete, termenul Quality of Service (QoS) se refera la mecanismele de

control prin care se pot oferi prioritizari diferite la utilizatori diferiti sau fluxuri de date diferite, sau garantarea unui

anumit nivel de performanta unui flux de date in concordanta cu cerintele aplicatiilor. Garantarea calitatii

serviciilor este importanta in cazul in care capacitatea retelei este limitata, in special pentru aplicatii de streaming

in timp real, de exemplu voce peste IP si IP-TV deoarece acestea necesita rata constanta a datelor si sunt sensibile

la intarzieri.

Multe lucruri se pot intampla cu pachetele care traverseaza calea de la origine la destinatie rezultand in urmatoarele

probleme din punctual de vedere al transmitatorului si receptorului:

- pachete aruncate - intarzieri . Altfel ar fi trebuit sa urmeze o ruta mai rapida si mai directa .

- Jitter: pachetele ce pleaca de la sursa vor ajunge la destinatie cu intarzieri diferite. Variatia intarzierilor este

cunoscuta ca jitter si poate serios afecta calitatea streaming-ului audio si video.

- Livrare intarziata: cand o colectie de pachete este rutata prin internet , pachete diferite pot urma rute diferite ,

fiecare avand in final intarzieri diferite. - Erori: cateodata pachetele sunt indreptate intr-o directie gresita sau sunt

combinate sau apar erori in interiorul lor in timpul rutarii. Receptorul trebuie sa detecteze acest lucru si daca

pachetul a fost doar aruncat trebuie sa ceara retransmisia acestuia.

Aplicatiile ce necesita QoS

Un QoS bine definit este cerut de cateva tipuri de traffic de retea, de exemplu:

- un streaming multimedia poate cere banda garantata;

- telefonia IP si VoIP cer limite stricte ale jitter-ului si intarzierilor ;

- video teleconferinta (VTC) necesita un jitter redus ;

- semnalizarile de alarme ;

IntServ utilizează protocolul de rezervare a resurselor (RSVP) pentru a semnaliza necesitatea de QoS pentru

traficul intre dispozitive prin intermediul unei retele. IntServ poate asigura calitatea serviciului pentru conexiunea

End-to-End, asigurind o capacitatea de trecere necesara, acest model fiind caracterizat prin Resource Reservation.

19

1. классификатор — directioneaza pachetul primit in unul din clasele de serviciu comform informatiei, care

este primita in antetul pachetului. Toate pachetele in limitele unuei clase de servicii trebuie sa primeasca

acelasi QoS;

2. диспетчер пакетов — extrage din fiecare rind pachete şi le directioneaza pe nivel mai superior. Pentru

IntServ este caracteristic un dispecer de pachete in 2 trepte. Toate pachetele se prelucreaza in conformitate

cu disciplina de deservire WFQ pentru izolarea fluxurilor, care primsec servicii garantate de la ceilalti..

3. блок управления доступом (admission control) — ia deciza de posibilitatea de primire de trafic a

cantitatii necesare de resurse. Controlul accesului se efectuaiaza pe fiecare nod pentru acceptarea sau

negarea cererii de alocare a resurselor pentru un anumit trafic.

4. протокол резервирования ресурсов — Informeaza participantii conexiunii (expeditorul, destinatarul,

marşrutizatoarele intermadiare) de parametrii de deservire necesare.

Modelul IntServ pentru arhitectura QoS IP defineste 3 clase de servicii:

- Guaranteed-service class – asiguat prin utilizarea eficienta a bandwidth, bounded delay, şi garantii asupra

sigurantei livrarii;

- Controlled-load service class - se aseamana cu best-effort service doar in retele cu traffic moderat, si

asigura un serviciu de control al incarcarii retelei şi statistical delay service agreement.

- Best-effort service class – serviciu similar cu cel pe care Internetul il ofera, fiind impartit in 3 categorii:

interactive burst (e.g., Web), interactive bulk (e.g., FTP) asynchronous (e.g., e-mail)

Avantajul cel mai major a IntServ consta in faptul ca asigura clase de servicii, care caracterizează anumite aplicatii.

Spre exemplu, Guaranteed-service class este potrivit pentru a suporta aplicatii critice si de toleranta inalta

20

2.15 Avantajele tehnologiei NGN

NGN este o retea bazata pe comutatie de pachete capabila sa furnizeze servicii incluzand servicii de

telecomunicatii si capabila sa utilizeze broadband, tehnologii de transport QoS si in care functiile serviciilor sunt

independente de tehnologiile de transport cu care relationeaza. Ea ofera acces nerestrictiv pentru utilizatori la

diferiti ISP. NGN suporta mobilitate generala caracteristica care va permite furnizare consistenta de servicii catre

utilizatori.

Aspectele fundamentale ale NGN sunt urmatoarele:

convergenta serviciilor intre retele fixe/mobile

suporta o gama larga de servicii, aplicatii si mecanisme bazate pe blocuri de servicii

separarea functiilor de control intre mai multe capacitati de transport, call/session, application /service

decuplarea furnizarii de servicii de retea, si furnizarea de interfete deschise

suporta o gama larga de servicii, aplicatii si mecanisme bazate pe blocuri de servicii

capabile de transmisii de banda larga cap-la-cap cu asigurarea calitatii serviciului si a transparentei

NGN cuprinde un set total de solutii de retele convergente in evolutie si nu o modernizare partiala sau

adaugarea unei tehnologii noi.

Implementarea platformei NGN v-a permite clienţilor să folosească servicii online, să obţină rapoarte de

calitate privind serviciile, să verifice şi să plătească online facturile sau să modifice lărgimea de bandă pe care

doresc să o utilizeze.

Arhitectura NGN este centrată pe trei domenii principale de convergenţă care sunt deja puternic integrate în

reţelele furnizorilor de servicii de astăzi:

• Convergenţa reţelei – reţele separate trebuie să fie reunite într-o infrastructură comună, eficientă şi rentabilă.

• Convergenţa serviciilor sau triple „play on the move‖ – este necesar un nivel superior de inteligenţă în controlul

serviciilor la nivel de aplicaţie şi de abonat pentru a facilita furnizarea eficientă de servicii de voce, video, date şi

mobilitate pentru convergenţa comunicaţiilor prin cablu şi wireless.

• Convergenţa aplicaţiilor – o mare diversitate de noi capacităţi şi dispozitive pentru utilizatorul final pot oferi

operatorilor de telecomunicaţii o multitudine de noi oportunităţi de servicii.

Avantaje NGN

Pentru operator: posibilitatea de a oferi servicii de telefonie şi date într-o singură reţea flexibilă

Pentru utilizator: posibilitatea de a alege între mai mulţi furnizori de acces, mai mulţi furnizori de servicii şi

mai mulţi operatori de transport, deoarece NGN permite coexistarea acestora pe baza unor interfeţe

deschise între nivelele funcţionale, înlocuind modelul economic convenţional operator-abonat.

Organizarea pe nivele independente interconectate prin interfeţe deschise (standardizate) permite înlocuirea

(upgrade harware sau software) la un anumit nivel fără a fi necesară intervenţia la celelalte nivele.

Centralizarea funcţiilor de control reduce costurile de întreţinere şi upgrade pentru software de control.

21

Securitatea în NGN

În NGN pot fi identificate patru aspecte privind cerinţele de securitate:

Securitatea end-to-end, care asigură confidenţialitatea şi integritatea comunicaţiei end-to-end,

Securitatea punctului de acces, cu scopul prevenirii accesului neautorizat la terminalul utilizatorului şi la

datele memorate în acesta, precum şi cu scopul de a preveni utilizarea neautorizată a terminalului

utilizatorului. Securitatea punctului de acces presupune folosirea unor proceduri de autentificare şi

autorizare,

Securitatea calităţii serviciului (QoS), în scopul prevenirii folosirii neautorizate a resurselor reţelei şi

degradării calităţii serviciului din cauza traficului neautorizat,

Securitatea infrastructurii reţelei, atât din punct de vedere funcţional al reţelei de telecomunicaţii propriu-

zise, cât şi din punct de vedere al securităţii controlului şi managementului reţelei.

Aspecte privind taxarea în NGN

Pentru apelurile de voce PSTN, ISDN sau abonaţi mobili se păstrează aceleaşi principii de taxare după

durată, destinaţie şi momentul apelului ca şi în reţelele clasice,

Pentru apelurile de voce care folosesc H323/SIP se poate face taxarea după durată şi distanţă, sau taxarea

după volumul de date, eventual combinată cu distanţa (un apel poate parcurge mai multe reţele, ale

diferiţilor operatori, care se aşteaptă să primească o parte din taxă pentru datele care traversează reţeaua sa).

Pentru apelurile multimedia se pot avea în vedere tipul serviciului solicitat (video, transfer de fişiere etc.),

nivelul de calitate QoS, viteza, întârzierea, volumul de date, deitul mediu şi de vârf etc,

Taxarea apelurilor multiple (ex: video şi audio simultan, sau transfer de fişiere simultan cu video şi

audio); taxarea se va face la cel mai detaliat nivel cunoscut despre apel de către Mutimedia Call Server,

Taxarea ţinând cont de zone multiple de timp, dacă taxarea depinde de momentul apelului; NGN va scurta

tot mai mult distanţele şi este posibil ca un apel să implice utilizatori aflaţi în diferite zone orare de pe glob.