Zettel_Netze2.md

Schemmi

Zugangsnetze

Multiple Access

• SDMA: Sektorisierung, Zellulare Struktur
• TDMA: komplette Bandbreite, kurze Symboldauer, Syncronisation notwendig -> Guard Period: Pause zwischen Signalen, Vermeidung von Intersymbol-Interferenzen
• FDMA: geringe Bandbreite, lange Symboldauer, Aufteilung Frequenzen
• OFDMA: Orthogonal, Trägerfrequenzen näher beieinander, Maximum der spektralen Intensität bei Minimum des benachbarten Kanals
• CDMA: gleicher Kanal, gesamter Frequenzbereich genutzt, Signale verschlüsselt
• (Random) Access Burst: dient Verbindungsaufbau; sehr kurz, um Kollisionen zu vermeiden, da MS Entfernung zur BTS nicht kennt (nicht syncron, Laufzeitunterschieden unbekannt)
• Duplex: TDD (Time), FDD (Frequency)

Datenströme

• Multiple Access
• Radio Access Bearer
  • Parameter
  • Konzept

Technologien und Topolgie

• E-UTRAN: Schnittstellen, HARQ
• UTRAN
• GERAN
• xDSL
• LTE Pool Areas: Mehrere SGW und MME können an einem eNodeB angeschlossen werden; verschiedene Netzbetreiber schließen eigene Infrastruktur an

Signalisierung

Vermittlung

• Paketorientiert
• Leistungsorientiert

Protokolle

• PPPoe
• SCTP (Stream Control Transmission Protocol):
  • gesicherte Übertragung ohne Reihenfolge einhalten zu müssen jeder User gesonderter Stream, keine Beeinflussung untereinander
  • Multihoming erlaubt mehrfache IP-Konnektivität
• dynDNS
• Anwendung

weitere

• DSL
  • Architektur
    • ADSL
    • VDSL
  • Protokolle
    • PPP
    • LCP
    • CCP
    • IPCP
    • PAP
• Architektur Core Network [Bild]
  • GMS
  • UMTS
  • GPRS
• Logische und Physische Kanäle

Mobilitätsmanagement

Handover

• Handover-Entscheidung
  • Zugangsnetz (GSM ohne GPRS, WiMax)
    • Netzwerk sendet Infos über benachbarte Zellen, MS sendet Messwerte an Netzwerk
    • Handover bei besserer Signalqualität oder hoher Auslastung
    • NW reserviert Funkressourcen, sendet Informationen
    • MS nimmt Verbindung mit neuer BTS (Zelle) auf
    • NW signalisiert erfolgreiche Verbindung, Ressourcen werden freigegeben -> MS einfach zu implementieren, keine Unterbrechung -> hoher Signalisierungsaufwand im Zugangsnetz; Überwachung Vbdg. erforderlich; kurzzeitige doppelte Ressourcen-Belegung
  • mobile Station (GPRS im GSM, UMTS)
    • Handover bei besserer Signalqualität
    • MS meldet sich bei alter Zelle ab und bei neuer an
    • ggf. erneute Authentifizierung, Zuweisung von Funkressourcen -> niedriger Signalisierungsaufwand, keine Überwachung, keine Vorab-Registrierung -> Unterbrechung der Vbdg., komplexere MS
• Soft-Handover:
  • MS hält gleichzeitig mehrere physikalische Verbindungen zu unterschiedlichen Zellen (Node B, BTS)
• Hard-Handover
• Macrodiversity, Soft Handover (UMTS): Signale an NodeBs im uplink werden von C-RNC gesammelt und ausgewertet (NodeBs->Controlling RNC->Drift RNC->Serving RNC->SGSN)
• Beteiligte Netzknoten
  • Inter BTS (Base Tranceiver Station)
  • Inter BSC (Base Station Controller): Beim Handover wird in eine Nachbarzelle gewechselt, die an einen anderen BSC, aber an das gleiche MSC angeschlossen ist.
  • Inter MSC (Mobile Station Controller): Beim Handover wird in eine Nachbarzelle gewechselt, die an einen anderen BSC angeschlossen ist, welcher wiederum an ein anderes MSC angeschlossen ist.
  • Inter RAN (Radio Access Network):

Zustand

• Idle mode: nur Senden von Daten bei Übergang in andere Location Area (CSD)/ Routing Area (PSD)
  • Handover nur beim Verlassen der Area
  • geringer Stromverbrauch beim Nutzer
  • Paging in gesamter Location Area (Netz fluten, Nutzer "ausrufen")
  • GSM: Initiierung einer aktiven Sitzung mit stiller SMS
• Active mode:
  • mehr Energieverbrauch
  • genauere Standortbestimmung durch Triangulierung der Netzlaufzeiten

Protokollschichten

• MAC (Medium Access Controll Protocol): Zuweisung Funkressourcen an Teilnehmer / Kollisonsvermeidung
• RLC (Radio Link CP): Steuerung Funkschnittstelle mittels Segmentierung und Nummerierung der LLC-Datenpakete
• LLC (Logical Link CP): logische Schicht 2 Verbindung des Endgerätes zu SGSN her; Datenfluss-Steuerung und Fehlerkorrektur; Transport Schicht 3 Daten in LLC-Rahmen
• Mobile IP: Beibehalten einer festen IP-Adresse beim Wechsel in ein anderes Netz -> Nachsenden von Paketen an neue IP-Adresse
• dynDNS: dynamische Mitteilung der neuen IP-Adresse für korrespondierenden Netzknoten -> Rechner unter selbem Domainnamen erreichbar, auch wenn aktuelle IP-Adresse für Nutzer unbekannt
• Anwendung

Signalisierung und Entscheidung

• Netzwerk
• Mobile Station

Nutzersicht

• nomadisch: Nutzer kann Anwendungen unabhängig von Aufenthaltsort betreiben
• eingeschränkt: Nutzer muss bei großen Aktionsraum mit Einschränkungen und Unterbrechungen rechnen
• nahtlos: Nutzer kann sich beliebig bewegen ohne, dass Anwendungssitzung unterbrochen wird

AAA

Authentifizierung

• Kriterien: Besitz (Hardware, Zugagskarte), Wissen (Passwort), Identität (Fingerabdruck, Iris)
• Klassen von Authentifizierungsmechanismen:
  • Übertragung PW im Klartext
  • Einmal-Passwörter
  • Challenge / Response
  • Anonymer Schlüsselaustausch
  • Zero-knowledge password proofs
  • Server-Zertifikate
  • Public Key

Autorisierung

• Rollenbasierte Nutzerrechte

Abrechnung

• Generierung von Daten, z.B. mit RADIUS
• asyncron

Protokolle

• GERAN/UTRAN
  • Schwachstellen
  • PAP (Password Authentication P)
  • CHAP (Challenge Handshake AP)
• Protokollcontainer
  • EAP
  • RADIUS / Diameter

Maruschke

Einführung

Verbindungsorientierte Kommunikation

• Paketvermitteltes oder leitungsvermitteltes Netz
• Verbindungsauf und -abbau notwendig

Verbindungslose Kommunikation

• Jedes versandte Paket enthält Empfängeradresse
• Schneller als verbindungsorientierte Kommunikation

Vorteile horizontal geschichtete Multiservice Architektur ggü. vertikaler Silo-Architektur

• Inter-Operabilität zwischen unterschiedlichen Diensten/Netzen
• Kostenersparnis für Netzbetreiber
• Schnellere Einführung neuer Dienste

Gegenwärtige öffentliche TK-Netze

PS-Domain

• Stellt die Intrastruktur für paketorientierte Dienste im Mobilfunknetz zur Verfügung
• Vergabe von IP-Adressen für mobile Endgeräte

IMSI

• Nutzerkennung auf SIM-Karte
• Identifiziert Mutzer weltweit eindeutig
• Ermöglicht Rufnummermitnahme

VoIP

QoS

• Einfluss durch:
  • Art der Kodierung/Dekodierung der Sprachpakete
  • Eingesetzte Zugangstechnologie und Datenrate
  • Paketierung und serielles Versenden der Nutzdaten

Moderne TK-Netze