Panevropski Univerzitet Apeiron Fakultet za informacione tehnologije

DSS - Sistemi za podrku odluivanja

Naini povezivanja na internetSeminarski rad

Profesor prof. dr Lazo Rolji Student

Banja Luka april 2012. I

SADRAJ

II

UVOD Postoji mnogo definicija Interneta, od nekih isto tehnikih do onih koji ga opisuju mreom svih mrea. On u svojoj sutini jeste globalna mrea raunarskih resursa koja smiljeno i logiki objedinjuje milione razliitih raunara irom svijeta, koje koriste iste tehnike komunikacione standarde kako bi se ostvarila meusobna komunikacija. Sa poveavanjem broja korisnika Interneta dolo je i do poveavanja obima sadraja koji se prenose sa i na Internet. To je dalje uslovilo tenju ka ubrzavanju Internet veze da bi se svi ti sadraji mogli komfornije konzumirati. Sa druge strane, sve vei broj korisnika koji ive na udaljenim lokacijama je imao potrebu za vezom na Internet, te je to natjeralo ISP da uvode nove tehnologije da bi i takvim korisnicima (koji ne ine mali dio) izali u susret. Tema ovog rada jeste analiza i uporedni pregled raliitih metoda i tehnologija dobavljanja Internet protoka, bez ulaska u razliite naine distribucije Internet data stream-a kroz raunarsku mreu krajnjeg korisnika.

1

1. KLASIFIKACIJA INTERNET KONEKCIJA Naini povezivanja na Internet se mogu podijeliti u nekoliko kategorija, a prema: 1. trajanje konekcije veza po zahtjevu stalna veza 2. nain vezivanja beino putem iane veze 3. veza sa ISP direktno putem korisnikog naloga indirektno putem WiFi besplatnih mrea Najzastupljeniji oblici vezivanja na Internet su: 1. Analogni Modem 2. Kablovski modem 3. ISDN 4. ADSL 5. Satelitski link 6. Mobilni Internet (GPRS, EDGE, UMTS, HSDPA) Neki od ovih Internet pristupa su meusobno konkurentni (npr. ADSL i kablovski pristup), neki su vie orjentisani specijalnim potrebama klijenta (satelitski Internet), dok drugi stavljaju naglasak na mobilnost usluge u odnosu na propusni opseg i cijenu po prenesenom megabajtu.

2. ANALOGNI MODEMPrvi oblik povezivanja na Internet od strane korisnika koji nisu u raunarskoj mrei bio je povezivanje putem analognog modema, koristei obinu telefonsku liniju. Ovakav nain povezivanja je dugo bio dominantan kod nas, a te u posljednjih nekoliko godina se zamjenjuje drugim komunikacionim tehnologijama. Analogni modem (ili samo modem) je ureaj koji vri modulaciju analognog telefonskog signala u digitalnu informaciju1. To znai da modem putem modulacije i demodulacije (odakle potie i njegovo ime) vri konverziju digitalnih podataka u signale prilagoene prenoenju putem telefonskih linija i obrnuto. Iako postoji vie razliitih tipova modema, oni se mogu podijeliti u dvije velike kategorije na Interne (ugrauju se u raunar) i eksterne (odvojeni ureaji, stoje van kuita i na raunar se povezuju putem razliitih interfejsa).

1

Wikipedia // Analog modem, URL: http://en.wikipedia.org/wiki/Analog_modem

2

Slika 2.1: Interni i eksterni modem proizvoaa U.S. Robotics (3Com)

Brzinu prenosa podataka odreuju karakteristike telefonske linije, telefonska centra, te mnogi tehniki elementi (dvojniki sistemi, ograniavai brzine, kvalitet veza i sl.). Svi moderni modemi koriste full-duplex komunikaciju, koja omoguava istovremeni prenos upstream-a i downstream-a. Ovo se izvodi posebnim sklopom unutar modema, koji dijeli komunikacijski kanal u dva potpuno nezavisna transmisiona puta. Na ovaj nain se ostvaruju maksimalne brzine prenosa podataka. Prvi analogni modemi su zadovoljavali Bell stasndarde i omoguavali su asinhroni i dupleksni prenos bakarnom paricom brzinama do 300 b/s (1962.). Dananji analogni modemi omoguavaju maksimalne brzine do 56 kb/s. Prvobitna namjena im je bila povezivanje dva raunara. Internet konekcija analognim modemom se ostvaruje putem Dial-Up networking-a (skraeno DUN). DUN je skup protokola i programske podrke koritene za vezivanje na ISP raunar putem analognog modema i POTS-a (Plain Old Telephone System)2. Osnova POTS-a je emitovanje sinusnog talasa (tj. naizmjenine struje) koji sam po sebi ne nosi nikakvu informaciju, ali sadri tri parametra: frekvenciju, amplitudu i fazu. Oitavanjem i upisivanjem promjena u ovim parametrima se moe prenijeti informacija. Postoje razliite modulacije koje od kojih zavisi brzina transmisije: frekventna (do 100 b/s), amplitudna (do 1200 b/s), fazna (2400 b/s), kvadraturna amplitudna (9600+ b/s) i trellis (19.00 b/s). Iako se iz opisa karakteristika modema vidi da se radi o tehnologiji koja daje niske pristupne brzine, sve do kraja 2000. DUN je bio najzastupljeniji nain vezivanja na Internet (u narednom periodu je broj od 250.000.000 Internet korisnika analognog modema drastino opao, te nakon 2003. izgubio primat). 2.1 Princip rada analognog modema Za povezivanje na Internet putem analognog modema potrebno je da korisniki sistem ispunjava odreene preduslove: da u operativnom sistemu bude instaliran modem, da korisnik ima otvoren nalog kod ISP, te pristupni telefonski broj. Kada se pokrene proces povezivanja na Internet, DUN proslijeuje komandu modemu da pozove ISP-ov pristupni broj na kome se nalazi ISP-ov modem. Nakon javljanja modema na drugoj strani, modemi alju kontrolne signale u dva smijera da bi utvrdili kojom brzinom se mogu povezatri (dobro poznati zvuk povezivanja modema i faks ureaja). Iako modemi inicijalno pokuavaju maksimalnu brzinu povezivanja, vrlo esto se vri obaranje brzine (fall-back) jer su sporije veze2

Garcia, Nathan // How It Work: Dial-Up Networking, URL: http://www.pcworld.com/article/48467/how_it_works_dialup_networking.html

3

daleko manje osjetljive na smetnje, umove, skokove u fazi i sl. te se na taj nain, paradoksalno, sporijom vezom upostavlja kvalitetnija komunikacija, a time i vea brzina. Kada je ovaj proces zavren, modem utiava zvunik3. Nakon toga DUN alje pristupne podatke (korisniko ime i lozinku) ISP-u putem CHAP procesa (Challenge Handshake Authentication Protocol). Na strani ISP raunar provjerava pristupne podatke uporeivanjem primljenih podataka sa bazom korisnika, te u sluaju pozitivnog poklapanja dozvoljava prolaz Internet podataka. Prenos podataka putem telefonske linije se vri metodom pod skraenicom PPP (Point to Point Protocol). Kao i kod ethernet-a, PPP paketi (esto se nazivaju i frames) imaju nekoliko dijelova. Sadre poetne i krajnje markere (wrappers), koji osim to odreuju veliinu paketa, definiu i destinaciju paketa, te vrstu kompresije koja je koritena. Jedna velika razlika izmeu PPP frame-ova i ethernet paketa je u koliini PPP paketa koji mogu biti oporavljeni putem frame check sequence. Naime, zbog vrste prenosa putem bakarne parice javljaju se veliki gubici paketa. Kod ethernet veze, kada je neki paket oznaen kao neispravan, error-recovery sistem potpuno odbaci neispravan paket i zatrai ponovno slanje novog paketa, to je kod prenosa podataka brzinama do 56 kb/s neisplativo. Zbog toga PPP wrapper sadri veu koliinu validacionih i recovery podataka. 2.2 Prednosti i nedostaci veze putem analognog modema Dial-Up Networking je relativno zastarjela tehnologija. Nove tehnologije koje su se u posljednjim godinama pojavile potisnule su analogne modeme, posebno na polju brzina prenosa podataka (realne brzine se na digitalnim centralama kreu oko 40-42 kb/s). Sa druge strane Internet sadraji su sve obiminiji i zahtjevaju veu propusnu mo. Novi standard za analogne modeme, pod nazivom V.92 donosi QuickConnect mogunost, poveavane upstream-a putem pulsne modulacije, efikasniji prenos i kompresiju podataka za prenos. Jedna od prednosti modemske konekcije putem analogne telefonske linije jeste iroka dostupnost zbog rasprostranjenosti telefonskih prikljuaka, te gotovo 100% opremljenosti raunara (posebno prenosnih) modemskim ureajima.

3. KABLOVSKI MODEMVeza na Internet putem kablovskog modema (cable modem) predstavlja tehnologiju koja se takmii sa ADSL tehnologijom4. Ova tehnologija vezivanja na Internet je zastupljena i kod nas, od strane operatora kablovske televizije koji uz uslugu CaTV (Cable Television) pruaju i Internet usluge. Paket za pruanje Internet usluga se sastoji od korisnikog naloga, te kablovskog modema, koji se povezuje na mreu kablovske televizije putem obinog koaksijalnog kabla.

3

Zvuk koji se uje prilikom inicijalnog uspostavljana veze je standardan, te neka nepravilnost u zvuku moe da znai neuspjeno povezivanje. 4 Franklin, Curt // How Cable Modems Work, URL: http://www.howstuffworks.com/cable-modem.htm

4

Slika 3.1: Kablovski modem Motorola SURFboard

Najzastupljeniji kablovski modem na naem tritu je Motorola SURFboard serije, kako zbog pouzdanosti, tako i zbog povoljne cijene koja kree od 30,00 KM pa na vie, zavisno od modela. Kablovski modem je u svojoj sutini network-bridge i modem koji obezbjeuje dvojsmjerni prenos podataka putem radio frekventnih kanala u HFC i RFoG infrastrukturi5. Svakako je interesantno kako se veliki broj televizijskih kanala moe uporedno prenositi zajedno sa Internet konekcijom, a sve to putem jednog obinog koaksijalnog kabla.

Slika 3.2: Koaksijalni kabl i jedan od tipova konektora

U kablovskom sistemu, kompletan propusni opseg (bandwith) je podijeljen u 6 megahercne segmente (kanale) kojima se distribuiraju televiziski kanali. Jedan od tih 6MHz kanala je pridodjeljen prijemu podataka (downstream). Upstream zahtijeva jo manji frekventni opseg, tek 2MHz. Razlog za to je to je za veinu korisnika upstream (upload) drastino manji od downstream-a (download-a). Kablovski modem konvertuje dolazne signale u podatke koje raunar moe da protumai i prosljeuje ih raunaru na mrenu karticu. Isto radi i sa odlaznim signalom, vrei pri tome modulaciju/demodulaciju, po emu je i dobio ime modem. Ovakav nain pribavljanja Internet konekcije teoretski obezbjeuje brzine do 38 megabita po sekundi, ali su realno ove brzine dosta manje. Jedan od razloga za to jeto svi korisnici moraju dijeliti ukupan bandwith provajdera6. to je vie ljudi u jednom trenutku on-line, to je manja brzina pristupa. Za razliku od klasinih modema koji prave jedan-na-jedan vezu izmeu raunara i Internet provajdera, kablovski pristup koristi branching network. U tom sistemu ureaj zvan cable5 6

Wikipedia, URL: http://en.wikipedia.org/wiki/Cable_modem Brandt, Andrew // How It Works: Cable Modem, URL: http://www.pcworld.com/article/14281/how_it_works_cable_modems.html

5

modem termination sistem (CMTS, koji je na strani provajdera) alje signal putem glavne linije. Glavna linija se dalje rava u feeder linije, pri emu svi korisnici Interneta na jednoj feeder liniji dijele njen bandwith.

Slika 3.3: ematski prikaz kunog pristupa kablovskom Internetu

Prema navedenom, moemo konstatovati da Internet konekcija putem kablovskog modema obuhvata dvosmjernu vezu dvije hardware-ske komponente - kablovskog modema i CMTS. Pored kune (privatne) primjene, kablovski modem moe imati primjenu i u poslovnom okruenju, ali se u tom sluaju koristi neto drugaija konfiguracija, a nerijetko i mnogo skuplji kablovski ureaji sa dodatnim mogunostima (WLAN, switch i sl.).

Slika 3.4: Poslovno okruenje sa kablovskim Internetom

6

3.1 Princip rada kablovskog interfejsa

Slika 3.5: Pojednostavljeni blok dijagram kablovskog modema

Koaksijalni kabl je vezan direktno na tjuner (putem kabl-interfejsa). Sa obzirom da Internet podaci dolaze kroz nekoriteni kanal, tjuner jednostavno prima moduliran digitalni signal i prosljeuje ga demodulatoru. Tjuner sadri i diplekser koji omoguava koritenje jednog seta frekvencija za downstream (najee izmeu 42 i 850 MHz), a potpuno drugog za upstream (5 i 42MHz). Funkcija demodulatora je pretvaranje RF signala u pravougaonu amplitudnu modulaciju koja je itljiva A/D konverteru (analogno-u-digitalno pretvaranje). A/D konverter pretvara QAM signal i prevodi ga u seriju 0 i 1. U ovom momentu se vri i provjera na greke. Tako pretvoren signal se proslijeuje na izlazno/ulaznu jedinicu prema raunaru. Funkcija modulatora je da upstream iz 0 i 1 pretovori u RF signal i emituje ga na odreenom slobodnom kanalu. Ovde se, dakle, radi o D/A konverziji (digitalno-u-analogno pretvaranje). 3.2 Prednosti i nedostaci kablovskog Interneta Jedan od glavnih nedostataka kablovskog Interneta je dijeljenje propusnog opsega po principu fairuse. Ukoliko se na kablovskom feeder-u nalazi mali broj korisnika ili nije nisu heavy-access korisnici, tada je ovaj problem vrlo malo izraen. U protivnom, degradacija performansi moe bit drastina. Ovaj problem se moe umanjiti aktivnostima kablovske kompanije na uvoenju novih kanala ili dijeljenjem korisnika na vie feeder-a. Jo jedan znaajan problem jeste slabija pokrivenost teritorije u odnosu na neke druge sisteme, jer zahtijeva postojanje kablovskih veza (coax ili optikih). Jedna od prednosti pristupa Internetu kroz kablovski sistem je to (za razliku od ADSL) performanse ne zavise od udaljenosti od centralnog vorita ISP-a. Uz postojeu infrastrukturu ISP-a kablovski Internet predstavlja najjeftiniju verziiju broadband konekcije stalnog karaktera. Pored navedenog, kablovski modemi omoguavaju i koritenje VoIP to je trend kod kablovskih operatera. U zemljama EU i okruenja zastupljeni su i tzv. box sistemi kablovskih operatera koji u jednom ureaju objedinjuju receivere televizijskog signala sa kablovskim modemima, TV-on-demand i telefonskim vezama (ovi sistemi su veoma slini IPTV sistemima baziranim na ADSL vezi, ali se razlikuju u samoj tehnologiji povezivanja i distribucije dolaznog signala). 7

Prema nekim predvianjima budunost Interneta lei u kablovskom Internetu sa optikim vezama. Razlog za priklanjanje ovom obliku distribucije podataka je simetrinost upstream-a i downstrama, to nije sluaj sa ADSL vezom.

4. ISDNTokom 1980. pojavio se novi oblik povezivanja telekomunikacione opreme putem postojeih telefonskih linija. Ovaj oblik povezivanja dobio je naziv Integrated Services Digital Network, popularno ISDN. ISDN ima mogunost slanja glasa, podataka i videa7 putem postojee telefonske linije. Ovaj oblik komunikacije koristi standardnu telefonsku liniju (bakarnu paricu) kao prenosni medij. Sa obzirom da je ISDN sposoban za prevoenje jedne telefonske linije u vie linija (sa podrkom brzom prenosu glasa, podataka i videa) ima estu primjenu u video-konferecijama. Glavna razlika izmeu analognog modema i digitalne ISDN linije je u tome da analogni modemi kovrtuju digitalni signal u analogni impuls, dok se kod ISDN-a, upotrebnom terminalnog adaptera digitalni signal prenosi bez modulacije u analogni. Postoje dvije glavne vrste ISDN prikljuka: BRI (Basic Rate Interface) i PRI (Primary Rate Interface). BRI je dizajniran za kunu upotrebu i dolazi sa maksimalno tri odvojena kanala za prenos podataka putem telefonske linije (do 6 ureaja istovremeno). PRI posjeduje 24 odvojena kanala, pri emu se i dalje koristi jedna bakarna parica. Broj ureaja je koji se mogu prikljuiti je definisan vrstom prikljuka i podeavanja na strani isporuioca usluga, dok je fiziki limit broj prikljuaka na terminalnom adapteru. ISDN je omoguio brzine do 128 kbit/s, odnosno dva puta po 64 kbit/s (maksimalni prenos po jednom kanalu se sumira) po jednom korisnikom nalogu. Teoretski je mogue povezati u bridge vie odvojenih konekcija putem vie ISDN kanala, dok konkretna primjena zavisi od poslovne politike ISP-a i vrste ISDN prikljuka.

7

Ne radi se o digitalizovanom videu, nego o standardnom video zapisu koji se moe reprodukovati na TV/Video

8

Slika 4.1: Kuna ISDN konfiguracija i princip diljenje veze

Slika 4.2: Terminalni adapter proizvoaa 3Com

Slika 4.3: ISDN modem proizvoaa Trust

9

Na naim prostorima su zastupljena dva standardna oblika povezivanja na Internet putem ISDN linije. Jedan je koritenje klasinog ISDN modema (obino vezanog na raunar putem USB ili RS232 konekcije). Drugi je putem terminalnog adaptera, esto pogreno nazivanog modem-om. Kod konekcije putem ISDN modema, veza se ostvaruje na nain da se ISDN linija (ISDN BRI RJ45 konektor) ukljui u ulaznu liniju modema, pri emu je modem vezan na raunar USB ili RS232 serijskom vezom. Kako raunar ima instaliran modem kao klasini komunikacioni ureaj, veza na Internet se ostvaruje putem Dial-Up networkinga kao i kod klasinih analognih modema. Ovakav nain vezivanja omoguava da korisnik kroz drajver ISDN modema odredi da li e Internet konekcija ii po oba kanala ili samo jednim (64 / 128 kbs). Drugi nain povezivanja ukljuuje koritenje znatno sloenijeg (i skupljeg) ureaja - terminalnog adaptera. Ovaj ureaj na sebi ima ulaze za ISDN liniju, izlaze za dva (ili vie) telefonskih prikljuaka, te USB ili RS232 vezu ka raunaru. Terminalni adapter se na raunar prijavljuje kao modem, te po potrebi DUN direktno kroz terminalni adapter ostvaruje konekciju na Internet. Pored klasinih terminalnih adaptera, postoje i kombinovani ureaji koji u sebi sadre terminalni adapter, router i aktivnu mrenu komponentu (obino 4 x RJ-45 port). Kod takvih ureaja ISDN linija se ukljuuje direktno u modem, a raunar se povezuje na LAN port. Firmware ureaja sadri DUN emulator koji e na zahtjev za izlazom na Internet izvriti povezivanje sa ISP. 4.1 Prednosti i nedostaci ISDN Internet veze ISDN je u potpunosti digitalna usluga koja bi trebala da ima mnogo manje greaka u prenosu u odnosu na analognu vezu. Veza je mnogo bra nego kod analognih modema. Ne postoji biranje broja nego se povezivanje ostvaruje gotovo trenutno. Mogunost koritenja telefonske linije uporedo sa vezom na Internet (u tom sluaju brzina pada sa 128 kb/s na 64 kb/s zbog koritenja jednog kanala za telefonsku vezu). Sa druge strane nedostaci su i dalje niska brzina za savreme zahtjeve, visoka cijena implementacije usluga te povezivanje na Internet po zahtjevu, a ne stalna veza.

5. DSLJedan od najpopularnijih naina ostvarivanja Internet veze kod nas je DSL konekcija. DSL je skraenica za Digital Subsciber Line. Ovaj oblik veze omoguava ostvarivanje vrlo visokih brzina prenosa podataka, koritenjem klasine telefonske linije. Sutina ovakvog prenosa podataka je koritenje frekventnog opsega za distribuciju digitalnog signala kroz bakarnu paricu, koji je odvojen od frekvencije koja se koristi za prenos kodiranog govornog signala. Veina korisnika (poslovnih i privatnih) koristi ADSL oblik veze. Skraenica ADSL znai Asymmetric DSL. Ova asimetrinost se odnosi na razliku u brzinama izmeu upstream-a i downstream-a. Ovakva konfiguracija Internet veze je zasnovana na premisi da je za veinu korisnika brzina upstream-a manje bitna od brzine downstream-a. Jedan od tehnikih nedostataka ADSL-a je to se radi o tehnologiji koja je vrlo osjetljiva na fiziku duinu veze izmeu centrale i krajnjeg korisnika (DSL modema). Limit ADSL veze je 18.000 stopa 10

(tj. 5.460 metara). Ovo znai da nakon te udaljenosti klijenta od centrale brzine drastino poinju da opadaju. Zbog toga ISP postavljaju repeatere i pojaivae signala da bi obezbijedili kvalitet signala na rubnim podrujima. Drugi nain za proirivanje usluga je postavljanje manjih centrala koje su sa glavnom centralom vezane optikim kablom. Iako se po opisu ova metodologija ini jednostavnom, radi se o sloenom sistemu, jer ADSL signal ne moe da se odri kroz standardnu A/D-D/A konverziju putem optike veze. Brzine ADSL standarda date su u tabeli: Vrsta ADSL ADSL ADSL2 ADSL2+ Upstream (Mb/s) 8 12 24 Downstream (Mb/s) 0.64 1 3 Maksimalni domet (m) 1.820 3.630 5.460

Tabela 5.1: Brzine razliitih tipova ADSL veze

Savremeni sistem prenosa podataka ADSL-om zasnovan je na DMT sistemu (Discrete Multitone). Za razliku od neto starijeg i nekompatibilnog CAP sistema koji je koristio dva odvojena frekventna opsega za upstream i downstream, ovaj sistem se zasniva na dijeljenju veze na 247 4KHz opsega/kanala. Svaki od ovih kanal se kontrolie i ukoliko je kanal neispravan njegov sadraj se prenosi na drugi. DMT sistem konstantno nadgleda svih 247 kanal i stalno vri prebacivanje izmeu njih da bi se postigao optimalan kvalitet prenosa. Svi kanali nose i upstream i downstream. ADSL korisnik nakon svoje dolazne linije (telefonske utinice) ima ureaj koji se esto pogreno naziva terminator, a u stvari se radi splitteru sa low-pass filterom. Ovaj filter na sebi ima izlaze za DSL liniju i za klasinu telefonsku (analognu) liniju. Sutina rada low-pass filtera jeste da odsijeca sve frekvencije iznad zadate i ovaj filter je apliciran na liniju na koju se vezuju telefoni. Cilj je da se sprijei interferencija izmeu klasine telefonske linije i ADSL data streama.

11

Slika 5.1: Princip ADSL veze

Centrala sadri switch koji omoguava izlaz prema PSTN (Public Swithced Telephone Network) standardnoj telefonskoj mrei. DSLAM je DSL Access Multiplexer koji prima korisnike konekcije i proslijeuje ih prema ISP. Na strani korisnika nalazi se DSL trasciever koji se popularno (i netano) naziva ADSL modem. Drugi naziv za DSL trasciever je i ATU-R (Asymmetrical Digital Subscriber Line Terminal Unit Remote). DSL transciever se na raunar moe vezati putem USB ili ethernet portova. Veina ureaja koje telekomunikacione kompanije isporuuju za svoje ADSL korisnike spada u kategoriju jednostavnih ureaja (sa kompanijskim firmware-om) te kao takvi vrlo esto nisu pogodni za koritenje u poslovnom okruenju. U takvim sluajevima se nabavljaju kombinovani ureaji renomiranih proizvoaa koji u sebi objedinjuju, pored DSL transcievera i router, WLAN, firewall i dr. Takvi proizvoai su Cisco, Billion, Belkin, te ureaji iz gornjeg segmenta proizvoaa DLink, NetGear i sl. Na strani centrale se nalazi DSLAM koji vri agregaciju svih korisnikih linkova u jedan link velikog kapaciteta. Taj ureaj, u sutini, omoguava DSL konekciju. DSLAM je sposoban za primanje vie razliitih konekcija (DMT, CAP), te obino ima mogunost routiranja signala i IP adresiranja korisnika8. DSLAM je jedna od stvari koja ini sutinsku razliku u poreenju ADSL i Cable Internet konekcije. U sluaju kablovskog vezivanja novi korisnici se prikljuuju u network loop koji je formiran od strane ISP, te svaki novi korisnik optereuje propusni opseg to dovodi do uticaja na performanse. Kod ADSL konekcije DSLAM formira P2P vezu sa svakim korisnikom pojedinano, pri emu svaki novi korisnik ne optereuje vezu kad DSLAM nego poveava8

Franklin, Curt // How DSL Works, URL: http://computer.howstuffworks.com/dsl3.htm

12

satruaciju dolaznog (i izlaznog) zbirnog signala. Na ovaj nain, poveavanjem propusnog opsega ISP-a mogue je teoretski neogranieno poveavanje broja korisnika bez gubitka performansi. Manje je poznato da postoje (i u praksi se koriste) mnoge alternative ADSL konekciji. Navodimo neke od njih: VDSL (Very High bit-rate DSL) - vrlo brza konekcija, ali sa velikim ogranienjem po pitanju udaljenosti izmeu centrale i klijenta. Pogodna za prenos HDTV, internta i drugih on-demand usluga. Brzine koje se mogu stvariti su 52 Mbit downstream i 12 Mbit upstream. SDSL (Symmetric DSL) - ovaj oblik vezivanja karakterie nemogunost istovremenog koritenja telefonske linije i Interneta, ali uz ovo ogranienje omoguena je simetrinost upstream-a i downstream-a. Rijee se koristi zbog potencijalnog optereenja upstream linka ISP. RADSL (Rate Adaptive DSL) - Konekcija slina ADSL vezi, ali modem moe da sam odredi optimalnu maksimalnu brzinu u zavisnosti od kvaliteta veze i udaljenosti od centrale ISP. IDSL (ISDN DSL) - Kombinacija ISDN i DSL tehnologije, omoguava koritenje DSL Interneta na veoj udaljenosti nego klasian DSL (do 10 km), ali su brzine koje se mogu ostvariti neto nie nego kod DSL linije. Uni-DSL (Universal DSL) - Ovo je nova tehnologija koja je tek u nastajanju, a razvija je kompanija Texas Instruments. Radi se o DSL konekciji koja kombinuje ADSL u smislu dometa i VDSL u smislu brzina. Kompatibilna je u nazad sa svim postojeim DSL konekcijama, pri emu na veim udaljenostima ostvaruje ADSL brzine, dok na kraim postie VDSL brzine. Za vrlo kratke udaljenosti moe ostvariti brzne i do 208 Mbit-a. 6. SATELITSKI INTERNET Jedan od oblika veze ka Internetu u podrujima koja nemaju razvijenu telekomunikacionu infrastrukturu je dvosmjerni satelitski Internet link. esto se pod terminom satelitski Internet podrazumijeva i oblik veze u kome upstream ide nekom konvencionalnom vezom (modem, ISDN, DSL), a downstream se odvija preko satelita. Sa druge strane, dvosmjerni satelitski link omoguava i slanje i prijem podataka bez potrebe za alternativnom vezom na Internet. Brzine koje se mogu ostvariti variraju, ali veina ISP nudi maksimalni downstream 1.5 Mbit i upstream 256 kbit, ali u prosjeku se radi o brzinama oko 500 kbit za downstream i 128 kbs za upstream. Nekada se ovaj oblik veze ka Internetu koristio gotovo ekskluzivno od strane novinara u ratnim podrujima, nedostupnim zonama i slino, a sada je sve vie privatnih korisnika ove konekcije. Veliki dio korisnika ine naftne kompanije koje na ovaj nain vezuju svoje platforme na dalekim lokacijama (kopnenim ili morskim). Glavna karika ovog oblika konekcije jesu geostacionarni sateliti, tj. sateliti koji zadravaju svoj poloaj u Zemljinoj orbiti tokom rotacije planete. Zahvaljujui tome, kada se satelitski tanjir jednom podesi, on ostaje u stalnoj vezi sa satelitom, pri emu je neophodan ist pogleda prema jugu, jer se svi geostacionarni sateliti nalaze u zoni Ekvatora. Nain za Internet komunikaciju putem satelita jeste komunikacija putem odreenih frekventnih opsega - C-Band, Ku-Band i Ka Band. Najnoviji nain je koritenje Ka-benda. C i Ku opsezi su

13

imali probleme sa uticajem kie na kvalitet prijema, veliinom tanjira, velikom potronjom elektrine energije, skupim bandwith-om i drugo9. Ka band je set frekvencija izmeu 18.3 i 31 GHz. Uplink se nalazi u opsegu 27.5 - 31 GHz, a downlik u opsegu 18.3 - 20.2 GHz10. Ono to je interesantno kod instalacija za satelitski Internet je vrlo esto postojanje vika kabla, a razlog za to je isto tehnike prirode - zbog izuzetno visokih frekvencija signala koje satelitski tanjir prikuplja11, neophodno je da se taj signal u odreenoj mjeri obori prije nego to doe do sklopova u modemu. Ovo se radi ureajem na satelitskom tanjiru, ali i povezivanjem tanjira i modema sa minimalno 50m kvalitetnog RG6 koaksijalnog kabla. Satelitski Internet je dostupan u odreenim zonama tzv. spot beams koji pokrivaju oko 200.000 km2. U smislu pustih i nedostupnih geografskih podruja, ovo nije ba tako velika povrina (primjera radi povrina Aljaske je 1.717.854 km2). Pored toga jedan spot beam moe da podri samo fiksni broj korisnika. Pored ovog lokacijskog ogranienja, veliki problem satelitskig Interneta je kanjenje (latency, lag). Sa obzirom da se geostacionarni sateliti nalaze u orbiti na visini od oko 30.000 km iznad zemlje, vrijeme koje je potrebno signalu da pree taj put je 500-900 milisekundi. Iako je to prilino nevano za e-mail ili web, stvari poput VoIP ili VPN postaju gotovo nemogue. Drugi nedostatak satelitskog Interneta je FAP (Fair Access Policy). Ovo znai da ISP ograniava koliinu podataka koji se mogu skinuti putem satelita u nekom odreenom vremenskom roku (najee 24 sata). Ukoliko korisnik prekorai download-rate ISP automatski obara njegovu brzinu (u koracima) do brzine 56 kbit/s da bi drugim korisnicima omoguio koritenje propusnog opsega.

Slika 6.1: ematski prikaz funkcionisanja satelitskog linka9

Level 421 - C-Band vs. Ku-Band, URL: http://www.level421.com/index.php?id=387 McDowell, Guy // How Satellite Internet Works, URL: http://www.makeuseof.com/tag/technology-explained-how-does-satellite-Internet-work/ 11 Visoke frekvencije omoguavaju prenos veeg broja podataka.10

14

Na strani korisnika se nalazi VSAT tanjir koji je obino prenika od 0.75 - 1.8m za obine korisnike, do tanjira prenika 2.4 m za lokacije sa nepogodnom konfiguracijom terena.

Slika 6.2: VSAT tanjir

Druga komponenta je satelitski modem koji vri transfer podataka koristei satelitski tanjir kao emiter-receiver.

Slika 6.3: iDirect 3100 satelitski modem

Na strani ISP se nalazi Teleport koji zapravo vri kompletan prenos putem satelitskog linka. Srce sistema najee ini VertexRSI teleport koji se sastoji od sistema antena prenika 6.3m, transmitera, kontrolnih jedinica i rendundatne veze na Internet.

15

Slika 6.4: Jedan tanjir VertexRSI2 sistema

Druga vana komponenta ove komunikacije je NOC (Network Operations Centar) koji kontrolie svu komunikaciju. Sam princip prenosa podataka se zasniva na IP Multicasting tehnologiji to znai da jedan satelit moe da opslui 5000 kanala u jednom momentu. Satelit formira one-to-many konekciju, aljui podatke u kompresovanom obliku istovremeno na vie lokacija. Stepen kompresije direktno utie na propusni opseg. Komercijalni ISP u prosjeku dozvoljavaju mjeseni download do 20 gigabajta i do 5 gigabajta za upstream prije nego to redukuju brzinu. 7. MOBILNI INTERNET Savremeno okruenje, koje je postavilo koritenje mobilnih telefona i srodnih ureaja u centar ivota i poslovanja, postavilo je zahtjev mobilnosti pred mnoge komunikacione komponente, pa i Internet. Radi se o tome da je GSM mreom ostvaren prodor u komunikaciju u pokretu, bez lokacijskog ogranienja, te se ista logika morala primjeniti i na Internet. Veza ka Internetu sa mobilnog ureaja je postala svakodnevica, a konani cilj je poveavanje propusnih mogunosti. Kao odreene korake u razvoju mobilnog Interneta moemo izdvojiti: 1. GPRS 2. EDGE 3. UMTS / 3G 4. HSDPA

16

7.1 GPRS GPRS (General Packet Radio Service) predstavlja prvi korak ka brzim mobilnim komunikacijama u GSM sistemu (Groupe Spcial Mobile). Do pojave GPRS, sistem zasnovan na GSM je omoguavao prenos podataka brzinama do 9600 bit/s to je bilo nedovoljno za sve obimnije Internet sadraje. Evropska komisija za standarde u oblasti telekomunikacija obavila je specifikacije GPRS kodiranja, pri emu 4 GPRS kanala (CS1 - CS4) imaju ukupnu realnu maksimalnu propusnu mo od oko 150 kbit/s to je za 20 kbit/s vie od ISDN standarda. U uslovima koritenja ove brzine variraju u zavisnosti od karakteristika mobilnog ureaja, jaine signala mobilnih operatera, udaljenosti mobilnog ureaja od bazne stanice i drugih. Ipak, GPRS je omoguio prikazivanje punih WEB sadraja na ekranu mobilnog telefona ili sufarnje na laptopu uz koritenje mobilnog telefona kao GPRS modema. GSN vorovi upravljaju meusobnim spajanjem sa ostalim mreama i izvravaju mnotvo funkcija, ukljuujui upravljanje pretplatnicima, tarifiranje i sigurnost, menadment mobilnosti, roaming i geografsko rutiranje, kontrolu konekcije i paketski prenos12. Prema tome, uvedena su dva nova vora za podrku paketskom saobraaju, a to su: SGSN (Serving GPRS Support Node) GGSN (Gatway GPRS Support Node)

Slika 7.1: Pojednostavljeni prikaz GPRS Internet konekcije

SGSN - Ovaj vor je direktno povezan na sistem baznih stanica. SGSN je vor koji usluuje mobilne terminale, aurira informacije o lokacijama, izvrava funkcije koje se odnose na sigurnost komunikacija i vri kontrolu pristupa mrei. Prema tome osnovne funkcije SGSN-a su:12

Doudi, mr Milo . GSM Komunikacije u informacionom sistemu. Mjesto izdavanja: Beograd. 2009

17

-

Ispunjava menadment mobilnosti GPRS terminala (ukljuivanje i iskljuivanje sa mree, autentikaciju korisnika, ifriranje, menadment lokacija itd.) Da upravlja logikim linkovima prema mobilnim terminalima (logiki link nosi pakete korisnikih podataka, SMS saobraaj i signalizaciju izmeu mree i GPRS terminala) Usmjeravanje i prenos paketa izmeu mobilnog terminala i GGSN-a Da upravlja protokolom paketskih podataka, PDP (Packet Data Protocol). PDP definie vane parametre, kao to su ime pristupne take, kvalitet servisa, GGSN koji e biti koriten za konekciju prema spoljnim paketskim mreama podataka Generisanje podataka za tarifiranje.

GGSN - Ovo vorite je veza prema spoljanjosti mree, tj. vezuje GPRS sa drugim mreama paketskih podataka. Ovaj vor prenosi signalne poruke, adresne informacije i formate podataka u cilju omoguavanja komunikacije izmeu razliitih mrea. GGSN sadri sve IP adrese korisnika koji se opsluuju datom GPRS mreom. Osnovne funkcije GGSN-a: - Da funkcionie kao granini gateway prema vanjskim mreama - Uspostavljanje komunikacije sa vanjskim mreama paketskih podataka - Izvravanje autentikacije korisnika prema vanjskim paketskim mreama - Usmjeravanje i tunelisanje paketa prema i od SGSN-a - Generisanje podataka za tarifiranje 7.1.1 Karakteristike GPRS-a Uvijek On Line - Slino kao i kod SMS protokola, kad god je ukljun mobilni ureaj koji podrzava GPRS protokol ne postoji potreba za klasinim povezivanjem prilikom korienja GPRS servisa. Brzina povezivanja je gotovo trenutna. Zato se esto kae da su GPRS korisnici uvijek On Line. Plaanje servisa prema koliini prenesenih podataka - Primjenom savremene tehnologije i konceptom samog protokola, GPRS je servis koga operateri mobilne telefonije naplauju iskljuivo prema koliini prenesenih podataka, a ne prema utroenom vremenu. Novi servis je relativno jeftin sa stanovita operatera - Sa obzirom da GPRS koristi iste frekvencije postojeih GSM mrea (GSM 900/1800/1900), a veoma se lako nadograuje na postojeu strukturu, uvoenje ovog servisa je relativno jeftino kada se poredi sa uvoenjem 3G/UMTS (Universal Mobile Telephone Service). GPRS podrva IP i X.25 protokole - GPRS je zasnovan na principu prenosa paketa. Prenos podataka kroz mreu ide po tipu paketa, koji se ponavljaju dokle god od strane onoga ko prima ne stigne potvrda o ispravnom prijemu. Zahvaljujui ovoj karakteristici, GPRS omoguava integraciju sa IP (Internet Protocol) i X.25 protokolom. To znai da se svaka IP ili X.25 aplikacija, posredstvom GPRS protokola, moe koristiti preko GSM konekcije. 7.3 EDGE Enhaced Data for GSM Evolution, koji je takoe standardizovan u evropskom institutu za standarde u telekomunikacijama (ETSI), predstavlja posljednju fazu razvoja prenosa podataka unutar GSM standarda. Ova tehnologija sadri novu modulaciju koja omoguava protok podataka brzinom od 384 kbit/s kroz postojeu GSM infrastrukuru. 18

7.4 UMTS / 3G Universal Mobile Telephone Service je evropski lan tree generacije standarda mobilne telefonije (3G). UMTS omoguuje beini (radio) pristup velikim brzinama i usluge bazirane na Internet protokolu (IP) integriui ih u jedinstveno, telekomunikaciono okruenje. Korak prema IP bio je presudan. IP se bazira na paketnom prenosu, to jednostavno znai da korisnici mogu imati stalnu vezu ("on-line"), a plaati samo stvarnu koliinu primljenih ili poslanih informacija. IP protokol prua niz pogodnosti i samim tim ini pristup mnogo brim. UMTS je mnogo vie nego obino proirenje GSM mree digitalnih mobilnih telefona, premda se razvio iz te platforme. Kao to e pruiti bolju geografsku pokrivenost, isto tako e osigurati velike brzine prenosa podataka to e znaajno promeniti dosadanji nain koritenja mobilnog ureaja. UMTS e igrati kljunu ulogu u stvaranju budueg masovnog trita visoko kvalitetnih beinih multimedijalnih komunikacija kojem e pristupiti oko 2 milijarde korisnika irom svijeta do 2010. godine13. Frekventni spektar za ovu novu generaciju sistema mobilnih komunikacija lociran je u 2 GHz frekventnom opsegu. Jezgro UMTS mree se sastoji od SGSN-a i GGSN-a. Oni obrazuju interfejs izmeu radio sistema i fiksnih mrea za paketske komutacione servise i obezbeuju sve neophodne funkcije kako bi se moglo rukovati prenosom paketa do i od mobilnih stanica. - SGSN je odgovoran za distribuciju paketa podataka do i od mobilne stanice unutar svoje servisne oblasti. Njegov zadatak je rutiranje i prenos paketa podataka, odravanje mobilnosti, odravanje logikog linka, autentikacija i naplata. - GGSN djeluje kao interfejs izmeu magistralne UMTS mree i vanjske paketske mree podataka (radio mree i IP mree). On konvertuje pakete koji dolaze od SGSN-a u odgovarajui format i alje ih do odgovarajue paketske mree podataka. GGSN takoe obezbjeuje funkciju autentikacije i naplate. Funkcija registra lokacije u GGSN-u memorie pretplatniki podatak koji je primljen od HSS-a (Home Subscriber Server) i SGSN-a. Ovde navodimo samo one elemente sistema koji su vezani za izlazak ka Internetu u sistemu mobilnog prenosa podataka. Svakako da je UMTS jednako okrenuti i prenosu multimedijalnih sadraja kroz mreu (najoigledniji primjer su video-pozivi) koji su zasnovani na IP u point-topoint sistemu (ovu funkcionalnost omoguava IMS - IP Multimedia System). 3G i usluge mobilnog Interneta su meusobno povezane. Usluge mobilnog Interneta su postale mnogo savrenije primjenom 3G tehnologije, jer su brzine prenosa podataka postale mnogo vee i omogueno je istovremeno korienje vie razliitih usluga. Mobilni Internet znai mnogo vie od samog pristupa Internetu dok ste u pokretu. On predstavlja potpuno nov nain komuniciranja, sa pristupom personaliziranim uslugama bilo gdje i bilo kada.

13

Bili, doc. dr Nedeljko. UMTS-univerzalni mobilni telekomunikacioni sistem. Beograd, Tehnika knjiga. 2009.

19

Slika 7.2: Odnos brzina prenosa u razliitim sistemima

7.5 HSDPA U elji da se pobolja podrka paketnih servisa dolazi do evolucije UMTS-a i nastaje HSDPA (High Speed Downlink Packet Access). High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) tehnologija je nadogradnja paketnog dijela UMTS mree, odnosno ono to je EDGE tehnologija u odnosu na GPRS, to je HSDPA u odnosu na UMTS. HSDPA koristi isti frekventni spektar i irinu kanala kao i UMTS, pa za HSDPA ne treba posebna dozvola. Napredna modulacija radio signala omoguuje prenos dvostruko vie podataka beinim putem od postojee UMTS modulacije, a HSDPA mrea je takoe pametnija" i bra u analiziranju signala i prilagoavanju parametara mree. Neke od tehnikih novosti koje uvodi HSDPA su dijeljenje istih resursa za sve korisnike pojedine elije, veoma brzo prilagoavanje linka menjanjem na primer broja zatitnih bitova zavisno o trenutnom kvalitetu veze, tu su i napredne tehnike popravljanja pogreno primljenih podataka. HSDPA mrea omoguava brzine prenosa podataka do nevjerovatnih 14.4 Mbit/s uz drastino smanjenje cijene po prenosu megabajta podataka.

20

ZAKLJUAK Razvoj tehnologija za povezivanje na Internet se moe podijeliti u dva segmenta. To su su fiksne instalacije tj. iani sistemi i beini sistemi povezivanja. Za oba ova sistema su karakteristine zajednike razvojne tendencije: poveanje propusnosti poveanje povrine pokrivanja koritenje surronud-independent tehnologija prenosa smanjenje cijene kotanja po megabajtu transfera integracija novih usluga uz minimalno prorenje baznog sistema Ipak implementacija novih rjeenja zasnovanih na fizikoj povezanosti sa klijentima, posebno onih koja nemaju kompatibilnost u nazad je skupa i komercijalni operateri (ili drave) se teko odluuju na takve investicije. Sa druge strane beine komunikacije se lake implementiraju i kao takve zauzimaju sve vei znaaj u nainima povezivanja na Internet (razvoj novih tehnologija poput WiMAX 802.16m predstavlja zajednike poduhvate velikih kompanija). Jasno je da e u odreenom momentu doi do blokade unapreivanja brzina na postojeoj infrastrukturi. Trenutno se zahtjev za poveavanjem propusne moi vezuje sa rastom veliine sadraja koji se distribuiraju putem Interneta (HD video sadraji, DVD-A i sl.), meutim postavlja se pitanje do koje granice e i sam sadraj rasti. Ve sad se diskutuje o problematici skladitenja ogromnih koliina podataka, a kada se u tu formulu ukljui i optereenje cjelokupnog Interneta 21

zbog ogromnih podataka koji se prenose, problem prevazilazi isto tehniki aspekt i ulazi u socijalni aspekt. Sa obzirom da se na naim prostorima (pa i okruenju) informatika infrastruktura nalazi na vrlo niskom nivou, a uzimajui u obzir finansijske mogunosti svih aktera, moe se gotovo sa sigurnou konstatovati da e uvoenje novih tehnologija biti neto na ta emo morati saekati. Pored loe infrastrukture, problem sa kojim se suoavaju korisnici jeste slab interes ISP za drastina unapreenja zbog sporog ROI (Return On Investment). Sa druge strane, kada pogledamo tabelu u Prilogu 2 vidimo da se veliki broj zemalja nalazi u zoni 10 Mbit/s, te ne moemo rei da nai IPS tu zaostaju. Meutim, cijena po Mbit/s je kod nas drastino vea nego u navedenim zemljama, to visoke brzine Interneta ini nedostupnim irem krugu korisnika.

Prilog 1. Uporedni pregled maksimalnih brzina po razliitim vrstama konekcije:Brzina (Mbit/s)70 60 50 40 Brzina 30 20 10 0 Modem ISDN ADSL ADSL 2+ Cable Satelit GPRS UMTS HSDPA WiMAX Vrsta konekcije Brzina

Slika P1: Uporedni pregled maksimalnih brzina za razliite konekcije

22

Vrsta konekcije Brzina Modem 56 Kbit/s ISDN 128 Kbit/s ADSL 8 Mbit/s ADSL 2+ 24 Mbit/s Cable 30 Mbit/s Satelit 1,5 Mbit/s GPRS 150 Kbit/s UMTS 2 Mbit/s HSDPA 14,4 Mbit/s WiMAX 70 Mbit/s Tabela P1: Maksimalne brzine

Prilog 2.

23

Slika P2: Uporedni prikaz brzina po dravama (izvor: Wikipedia)

LITERATURA 24

1. Prof. dr. Paunovi ore, doc. dr. Aleksandar Nekovi, Dr. Nataa Nekovic "Evolucija GSM sistema (GPRS & EDGE) 2. Doudi, mr Milo . GSM Komunikacije u informacionom sistemu. Mjesto izdavanja: Beograd. 2009 3. Wikipedia // Analog modem, URL: http://en.wikipedia.org/wiki/Analog_modem 4. Garcia, Nathan // How It Work: Dial-Up Networking, URL: http://www.pcworld.com/article/48467/how_it_works_dialup_networking.html 5. Brandt, Andrew // How It Works: Cable Modem, URL: http://www.pcworld.com/article/14281/how_it_works_cable_modems.html 6. Franklin, Curt // How DSL Works, URL: http://computer.howstuffworks.com/dsl3.htm 7. Beal, Vangie // Types of Internet connections URL: http://www.webopedia.com/quick_ref/Internet_connection_types.asp 8. - // Internet Acces - Wikipedia, URL: http://en.wikipedia.org/wiki/Internet_access

25