S-38.105 Tietoliikennetekniikan perusteet 8. luento Kertausta. Konvergenssi, eli tarvitaanko enää erillisiä radio-, TV-, tele- ja tietokoneverkkoja-> Kurssiin liittyviä käytännön asioita * tentit tänä keväänä - lauantaitentti 20.3.2004 klo 10-13 - ma 5.5.2004 klo 9-12 (sali S3->) - muistakaa ilmoittautua! * sähköinen palautekysely - http://palaute.ee.hut.fi/ - 1 lisäpiste tenttiin * tänään on viimeinen luento! Kertausta * televerkot - kehityskaari lennättimistä (1800-luvun alku) analogisen puhelinverkon (pat. 1876) kautta digitaalisiin verkkoihin - hierarkkinen rakenne * Internet - alku ARPANET-hankkeessa 1960-luvulla - pieni koeverkko laajeni ensiksi tiedeyhteisön tutkimusverkoksi, sitten suurelle yleisölle avoimeksi kaupalliseksi verkoksi - hajautettu toiminta, globaali osoitteistus (IP-osoitteet) ja yhteinen 3. kerroksen protokolla Tietoliikenneverkot ja -palvelut * tietoliikennepalvelut käyttäjän näkökulmasta - perinteiset telepalvelut: puhelin, faksi - radio, TV - datasiirto: sähköposti, tiedostonsiirto (Internet) * palvelut ja niitä tukevat siirtotekniikat kehittyneet käsikädessä - monet nykyiset tekniset ratkaisut historiallisen kehityksen seurausta * palvelun käyttäjää kiinnostaa palvelun toimivuus, ei niinkään tekninen toteutustapa Tietoliikenneverkot ja -palvelut (jatkuu...) * palveluntarjoajalla erilaisia verkkoja eri tarpeisiin - televerkot puhumiseen - perinteiset (piirikytkentäiset) televerkot - matkapuhelinverkot (GSM, UMTS) - yleisradioverkot radio- ja TV-lähetyksille - radioverkon ohella myös kaapeli- ja satelliitti-TV - datasiirtoverkot, johin asiakas voi liittyä - kiinteällä yhteydellä - tele- tai matkapuhelinverkon kautta - kaapeliverkon kautta - langattoman WLAN (Wireless LAN) -yhteyden kautta Erillisten verkkojen rajat hämärtyvät * asiakkaan näkökulma: samat palvelut saatava joustavasti kaikista verkoista - sähköpostit tekstiviestillä kännykkään - puheyhteydet Internetin kautta - radio- ja TV-ohjelmat netin kautta * palveluntarjoajan näkökulma - asiakkaan toiveet pyrittävä toteuttamaan -> tiedon siirryttävä erilaisten verkkojen välillä (Internetistä GSM-verkkoon jne.) - kaikki digitaalinen tieto pitäisi voida siirtää samassa runkoverkossa (puhe, data, radio, liikkuva kuva) - erilaisilla palveluilla kuitenkin erilaiset vaatimukset verkolle -> kaikki palvelut yhteiseen verkkoon-> Mitä erilaiset palvelut vaativat verkolta-> * ääni/puheliikenne - kokonaisviiveen oltava pieni, viive ei saa vaihdella - kohtuulliset kaistanleveysvaatimukset (10-64 kbit/s) - televerkoilla lisäksi lakisääteisiä luotettavuusvaatimuksia * liikkuva kuva (TV, multimedia) - suuri siirtokapasiteetti * datasiirto - hyötyy luotettavasta, virheettömästä siirrosta - kaistanleveys plussaa, mutta siirto onnistuu hitaamminkin -> konvergenssiin tarvitaan luotettava verkko, jossa pystytään tarvittaessa takaamaan asiakkaalle suuri siirtokapasiteetti ja hallitsemaan viiveet Konvergenssi - mitä sillä tarkoitetaan-> * yksi ainoa (looginen) verkko huolehtii kaikesta tiedonsiirrosta - radio, TV, puhe ja datasiirto - 1.-2. kerroksen toteutuksia (kuparia, radioyhteyksiä, satelliittilinkkejä) on jatkossakin monenlaisia * tällä hetkellä päähuomio puhelin- ja datasiirto-palveluiden yhdistämisessä - datasiirto (Internet-liikenne) ohittanut puhelinliikenteen liikennemäärissä - IP-verkot laajalle levinneitä -> toteutusehdotus: siirretään kaikki palvelut Internetiin Tämänpäivän Internet * IP-pohjainen sähkepalvelu * tasa-arvoinen, ns. best effort -palvelu kaikille -> kaikkea liikennettä kohdellaan samalla tavalla * muodostuu joukosta toisiinsa yhdistettyjä verkkoja - palveluntarjoaja pystyy takaamaan taatut siirto-ominaisuudet vain oman verkkonsa alueella * konvergenssi tuo Internetille uusia vaatimuksia - esim. puhelun mentävä perille yhtä luotettavasti kuin ennenkin -> palvelunlaatu (QoS, Quality of Service) pystyttävä jotenkin takaamaan - jos jaettava kakku pysyy samana, joitakin asiakkaita on pystyttävä suosimaan toisten kustannuksella (differentiation) IP-palvelu * yhteydetön sähkepalvelu (datagram service) - muistuttaa perinteistä postipalvelua - jokaisessa paketissa vastaanottajan osoite - jokainen paketti kulkee vastaanottajalle itsenäisesti - samaankin viestikokonaisuuteen kuuluvat IP-paketit voivat kokea matkallaan hyvin erilaisia viiveitä, siirtokapasiteettia ja pakettihukkaa riippuen verkon tilasta ja reittivalinnasta IP-palvelu (jatkuu...) * laatu sattumanvaraista - siirrettävien pakettien lukumäärä kasvaa äkillisesti -> reitittimien prosessointityö kasvaa -> viive kasvaa - siirtoyhteyden äkillinen ylikuormitus -> reitittimet joutuvat säilyttelemään välittämiään paketteja puskureissa -> viive kasvaa - siirtoyhteyden pitkäaikainen ylikuormitus -> puskurit täyttyvät -> pakettihukka * laatua voidaan parantaa verkkoinvestoinneilla - ylikapasiteetti kallista ylläpitää -> verkkoa ei voi mitoittaa ruuhkahuippuja varten - kuormitus vaihtelee: miten taata VIP-asiakkaiden erikoiskohtelu ruuhkatilanteessa? Palveluiden eriyttäminen (differentiation) * tarkoittaa sitä, että resurssit suunnataan tietyille palveluille tai käyttäjäryhmille - ei vakiintunutta suomenkielistä termiä * käytetty perinteisessä postiliikenteessä jo kauan - maksamalla enemmän saa enemmän - nopeamman toimitusajan - pikakirjeet, 1. luokka, 2. luokka - suuremman toimituksen - painavamman paketin - isokokoisemman paketin Palveluiden eriyttäminen IP-verkossa * voi tapahtua kolmen ominaisuuden perusteella - kapasiteetti - viive - pakettihukka * toteuttaminen vaatii, että verkko - pystyy tunnistamaan, minkälaista kohtelua kukin paketti tarvitsee - ruuhkatilanteessa "2. luokan paketit" pudotetaan ensiksi - 1. luokan paketit saavat etuilla reitittimen puskurijonossa - pystyy varaamaan siirrolle etukäteen riittävästi resursseja - toteutettu ATM-verkossa, mutta IP-protokolla ei pysty tätä ominaisuutta hyödyntämään - runsaasti kehitystyötä! Konvergenssin eteneminen * puheliikenne (VoIP, Voice over IP) - tekniset ratkaisut ja laitteet jo olemassa - kaistanleveysvaatimukset kohtuulliset, tiukat vaatimukset verkon viiveille * liikkuva kuva (TV over IP) - monilähetys (multicast) toimii nykyisessä Internetissä - kovin korkealaatuista liikkuvaa kuvaa ei pystytä siirtämään suurten kaistanleveysvaatimusten vuoksi - taloudelliset realiteetit-> Kapasiteettia on käytettävissä 1 Mbit/s, valitse seuraavista: - 40 VoIP-asiakasta á 25 kbit/s, puhelun pituus 3 minuuttia, puhelun hinta 10 snt/min -> 0,30 e/puhelu (tuotto max. 20*40*0,3 euroa = 240 euroa/h) - 2 IPTV-asiakasta (katsovat eri kanavia) á 500 kbit/s, yhden 60 minuutin ohjelman hinta 10 euroa (tuotto max. 2*10 e = 20 euroa/h) Konvergenssista on sanottu muun muassa * että se tulee * että se on jo täällä! - halvat nettipuhelut, videoiden siirto netin yli, sähköposti kännykkään, webbisurffailu multimediakännykällä... * jos palvelulla on olemassa valmis infrastruktuuri, on epä-todennäköistä, että se siirretään toiseen infrastruktuu-riin, joka tukee (tai ei) sen vaatimuksia [Mika Ilvesmäki] Konvergenssi pähkinänkuoressa * idea: keskitetään kaikki palvelut samaan verkkoon ja säästetään useiden rinnakkaisten verkkojen ylläpitokustannuksissa - nykyisistä verkoista yhteen ainoaan siirtyminen maksaa kuitenkin toistaiseksi enemmän kuin useamman verkon ylläpito * Internetissä konvergenssi vaatii sitä, että liikenne on pystyttävä jakamaan erilaisiin palveluluokkiin - verkon tuettava palvelun laatua eli QoS:a Jatkokursseja peruskurssin aihepiireistä * tietoverkkotekniikka (muutama esimerkki) - S-38.145 Liikenneteorian perusteet (2 ov) - S-38.188 Tietoliikenneverkot (3 ov) - S-38.115 Televerkon merkinannot (3 ov) - S-38.121 Reititys tietoliikenneverkoissa (2 ov) - S-38.192 Verkkopalvelujen tuotanto (2 ov) - S-38.153 Tietoliikenteen tietoturva (2 ov) - S-38.180 Palvelunlaatu Internetissä (2 ov) * muuta - S-96 Sähkötekniikan historia - S-89 Akustiikan perusteet - S-96 Radiotekniikka, Radioaaltojen eteneminen - S-72 useita perus- ja jatkokursseja - T-osaston kurssit (etenkin T-110)