Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Sieci następnej generacji
Koordynator przedmiotu:
doc. dr inż. Marek Średniawa
Status przedmiotu:
Fakultatywny ograniczonego wyboru
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Elektronika i Telekomunikacja
Grupa przedmiotów:
przedmioty specjalności
Kod przedmiotu:
SNAGZ
Semestr nominalny:
7 / rok ak. 2020/2021
Liczba punktów ECTS:
6
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
150: 30 godz. udział w wykładach, 30 godz. studiowanie literatury i udział w konsultacjach; 15 godz. wykonanie ćwiczeń lab., 30 godz. przygotowanie do lab oraz opracowanie sprawozdania; 15 godz. uczestnictwo w zajęciach projektowych, 30 godz. prace nad projektem oraz jego prezentacją.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
3
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia15h
  • Laboratorium0h
  • Projekt15h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Podstawy telekomunikacji
Limit liczby studentów:
36
Cel przedmiotu:
- poznanie podstawowych rozwiązań architektonicznych, protokołów oraz technik stosowanymi w sieciach konwergentnych bazujących na koncepcji H.323, SIP i szerzej - NGN - zapoznanie z ważniejszymi technikami kształtującymi wizję przyszłego Internetu - nabycie podstawowych umiejętności w zakresie oceny alternatyw i doboru właściwych rozwiązań sieciowych NGN zależnie od wymagań operatorskich, realizacji usług aplikacyjnych z wykorzystaniem styków otwartych do warstwy sterowania zgłoszeniami i realizacji funkcji zarządzania zasobami sieci z wykorzystaniem niskopoziomowych styków do warstwy transportowej - zrozumienie roli systematycznego, architektonicznego spojrzenia na ewolucję sieci, zwłaszcza w ujęciu operatorskim, w dobie konwergencji sieci i usług
Treści kształcenia:
1. Wprowadzenie do koncepcji sieci następnej generacji Geneza i podstawowe wymagania funkcjonalne na sieć następnej generacji. Paradygmaty architektury sieci następnej generacji – ujęcie warstwowe i separacja warstw, współpraca z innymi sieciami i pojęcie bram medialnych oraz sygnalizacyjnych, ogólna rola sterowników poziomu zgłoszeń/usług oraz serwerów aplikacyjnych. 2. Sterowanie usługami w sieciach NGN na przykładzie sieci 3GPP Ewolucja architektury sieci 3GPP – zarys. Warstwowa architektura sieci 3GPP, funkcje sterowania zgłoszeniami, funkcje bramowe dla mediów i dla sygnalizacji. Przykład szczegółowy: koncepcja realizacji usług połączeniowych poprzez sieć pakietową i architektura sterowania w protokole BICC. 3. Architektura i protokoły H.323 Architektura usługowa H.3.2.3, bloki funkcjonalne i ich rola. Sterowanie - model zgłoszenia. Sterowanie połączeniem a sterowanie zgłoszeniem.Praktyczne zastosowania H.323. Ewolucja H.323 na bazie rozszerzeń. Współpraca systemów H.323 z innymi architekturami. 3. Architektura SIP Architektura usługowa SIP, serwery i ich rola. Sterowanie - model zgłoszenia a sesja SIP, zgłoszenie/ dialog/ transakcja, podstawowe metody i mechanizmy SIP oraz ich rola w obsłudze sesji. Protokół SDP jako protokół nawiązywania połączenia w architekturze SIP. Adresowanie i ruting zgłoszeń w sieci SIP – zasady i rola w realizacji usług. Ewolucja SIP na bazie rozszerzeń protokołu – przykładowe rozszerzenia (np. Refer, Join i model 3pcc), idea usług Instant Messaging oraz usług obecności. Współpraca SIP z innymi protokołami sterowania. 4. Funkcje bramowe w NGN Współpraca różnych sieci w ramach NGN – koncepcja bram. Bramy medialne i model współpracy warstwy sterowania zgłoszeniami/usługami z warstwą transportową. Protokół H.248/Megaco – architektura styku MGC-MGCP, model zgłoszenia, obsługa. Bramy sygnalizacyjne: model współpracy funkcji sterowania w warstwie sygnalizacyjnej, transport sygnalizacji na bazie stosu SIGTRAN – architektura i protokoły, przykładowe zastosowanie w sieci 3GPP. 5. Współpraca międzydomenowa, koncepcja styków usługowych Współpraca międzydomenowa w sieciach NGN w warstwie sterowania zgłoszeniami: zestawienie roli standardów BICC, standard SIP-T/SIP-I, numeracja w sieci PSTN i w sieci IP - translacja numeracji wg ENUM. Otwarte styki usługowe NGN: koncepcja styków jako rozwinięcie idei IN, styków popularne w zastosowaniach operatorskich, modele operatorskie Telco 2.0/3.0. 6. Sieć NGN/IMS Konwergencja usług i sieci - docelowa warstwowa architektura NGN wg organizacji normalizacyjnych. Koncepcja podsystemów (IMS, PSTN/ISDN emulation/simulation, …). Usługi i koncepcja filarów usługowych (service enablers). 7. Podsystem IMS Rola podsystemu IMS w realizacji usług dla terminali mobilnych i stacjonarnych. Architektura podsystemu i sterowanie obsługą sesji. Zasady realizacji usług sesyjnych: model z logiką usługową w sieci macierzystej - zasady kierowania wiadomości SIP, profile usługowe abonenta, współpraca warstwy sterowania sesją z warstwą aplikacyjną, scenariusze usługowe i sygnalizacja. Sterowanie jakością przekazu - powiązanie warstwy sterowania sesją z warstwą transportową . Bezpieczeństwo i architektura SBC (Session Border Controller). Emulacja/symulacja PSTN/ISDN jako przykładowa aplikacja IMS. 8. Warstwa transportowa NGN w koncepcji 3GPP/TISPAN Architektura sieci transportowej 4G: system EPS, sieć EPC. Transportowe funkcje sterowania w obrębie EPC: sterowanie zasobami, sterowanie dostępem do sieci – architektura i zasady realizacji usług o różnym dostępie do sieci. Zasady współpracy aplikacji z warstwą transportową: koncepcja sterowania transportem z wykorzystaniem serwera polityk, elementy protokołu Diameter oraz mechanizmy zapewniania jakości transferu. 9. Wybrane aspekty ewolucji sieci: zagadnienia QoS Ruch i zjawisko przeciążenia w sieci IP, podstawowe zakresy obciążenia ruchowego sieci – transparentny, elastyczny i przeciążenie - a potrzeba sterowania zasobami i ruchem, klasyczne mechanizmy zapewniania jakości – spojrzenie krytyczne, koncepcja operatorska IPX oraz Internet niezarządzany. Aspekty przyszłościowe: nowe paradygmaty zarządzania ruchem jak sterowanie przepływowe (flow-aware networking) oraz opłaty za przeciążenie (congestion pricing). 11. Wybrane aspekty ewolucji sieci: ewolucja sieci dostarczania treści Usługi dostarczanie treści: wymagania i przykładowe odmiany takich sieci (sieci P2P, sieci CDN, sieci społecznościowe). Przypadek sieci CDN: podstawy sieci CDN (Content Delivery Network): buforowanie treści (WEB caching) a sieci CDN, architektura i główne funkcje CDN (alokacja treści, kierowanie zapytań i wybór serwera, biling), zastosowania. Ewolucja sieci CDN: ograniczenia współczesnych rozwiązań CDN, koncepcja CDNI (CDN Interconnection) jako opcja rozwoju w stronę globalnej sieci CDN, koncepcja NGCD (Next Generation Content Delivery) / cloud acceleration. Sieci treści na tle koncepcji przyszłego Internetu. 12. Wybrane aspekty ewolucji sieci: wirtualizacja sieci i sieci programowalne Wstęp: ograniczenia obecnego Internetu (wydajność, niezawodność, modele biznesowe). Wirtualizacja zasobów – spojrzenie klasyczne. Multipleksacja i agregacja jako podstawa przetwarzania w chmurze. Wirtualizacja sieci i sieci nakładkowe, federacja sieci. Zastosowanie technik komutacji i przełączania w wirtualizacji sieci: architektura OpenFlow i koncepcja sieci programowalnych (Software Defined Network).
Metody oceny:
sprawozdanie z wykonania ćwiczeń lab., prezentacja projektu, egzamin
Egzamin:
tak
Literatura:
[1] Zuidweg J. Next Generation Intelligent Networks, 2002. [4] Jajszczyk A. Transport sygnałów w sieciach nowej generacji, Przegląd Telekomunikacyjny i Wiadomości Telekomunikacyjne, nr 4, 2003. [3] Poikselka M. IMS - IP Multimedia concepts and services in the mobile domain, Wiley, 2004 i nowsze edycje. [4] Mueller S.M. APIs and Protocols for Convergent Network Services, McGraw-Hill, 2002. [5] Materiały w przykładowych witrynach WWW: • International Softswitch Consortium: http://www.softswitch.org • centrum informacyjne SIP: http://www.sipcenter.com • pomocnicze materiały z witryn 3GPP i ETSI (wymaga przeglądania): http://www.3gpp.org/specifications/specifications http://www.3gpp.org/ftp/webExtensions/TISPAN_transfers/TISPAN_doc.pdf
Witryna www przedmiotu:
https://inz.okno.pw.edu.pl/
Uwagi:
-

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka [K_W04]
student zna architekturę sieci konwergentnej; student zna protokoły komunikacyjne stosowane w sieciach konwergentnych, ich rolę oraz rozwiązania alternatywne, wzajemne powiązania; student rozumie problematykę zapewniania jakości przekazu (QoS) w sieciach; student zna podstawowe techniki sieciowe związane z koncepcją przyszłego Internetu
Weryfikacja: egzamin, projekt
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W04
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG
Charakterystyka [K_W05]
student zna obecny stan rozwoju sieci konwergentnych oraz rozumie przyczyny i kierunki jej ewolucji; student zna protokoły komunikacyjne stosowane w sieciach konwergentnych i kierunki ich rozwoju; student rozumie problematykę zapewniania jakości przekazu (QoS) w sieciach oraz potencjalne kierunki ewolucji w tym zakresie; student zna podstawowe techniki nadające kierunek rozwoju Internetu.
Weryfikacja: egzamin, laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W05
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG, I.P6S_WK
Charakterystyka [K_W16]
student istotę architektury sieci konwergentnych i rozumie rolę poszczególnych warstw w tej architekturze
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W16
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka [K_U10]
student rozumie istotę architektury sieci konwergentnych i rolę poszczególnych warstw w tej architekturze i na tej podstawie potrafi pozycjonować rozwiązania techniczne (protokoły) występujące w rzeczywistych systemach
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U10
Powiązane charakterystyki obszarowe: III.P6S_UW.2.o
Charakterystyka [K_U12]
student potrafi porównać (ocenić przydatność) poszczególnych rozwiązań technicznych opartych na konkretnych zestawach protokołów z punktu widzenia stawianych wymagań użytkowych oraz w aspekcie ekonomicznym z punktu widzenia ich oczekiwanej ewolucji w czasie
Weryfikacja: egzamin, projekt, laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U12
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW, III.P6S_UW.3.o
Charakterystyka [KU_05] [KU_01]
opanowanie wybranych elementów wykładu na podstawie samodzielnie wyszukiwanych informacji
Weryfikacja: projekt
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U05, K_U01
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UU, I.P6S_UK

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka
Student potrafi współdziałać w niewielkim zespole wykonującym wspólne zadanie o wielu elementach składowych o różnym priorytecie i różnej złożoności.
Weryfikacja:
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K03, K_K04
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_KK