Dr.Varga Péter János HÍRKÖZLÉSTECHNIKA. 3.ea

Átírás

1 Dr.Varga Péter János HÍRKÖZLÉSTECHNIKA 3.ea

2 2 DVB

3 Digitális Televíziózás az EU-ban , Stockholm: nemzetközi, analóg frekvenciakiosztás 1998, UK: az első digitális, földfelszíni sugárzás az EU-ban 2006, Genf: nemzetközi, digitális frekvenciakiosztás Az átállás lépésekben történik Előírás: digitális átállás 2014-ig

4 Magyarországon : földfelszíni digitális sugárzás tesztelésének kezdete 2004-től: földfelszíni digitális műsorszórás kísérleti jelleggel 2006, Genf: digitális televíziós sugárzáshoz hazánk 8 multiplexet kap 2008-ban kell beindulnia a DVB-T szolgáltatásnak 3 multiplexen 2013 novemberig leállítják az analóg műsorsugárzást

5 Digital Video Broadcasting 5 Páneurópai szervezet 1993-ban jött létre a digitális műsorszórás rendszerének kiépítésére Feladata: a szabványos digitális televíziós sugárzás összehangolt bevezetésének koordinálása a különböző országokban

6 Digitális műsorszórás fajtái 6 DVB-S (műholdon keresztül): nagy terület fedhető le vele egyirányú kommunikáció

7 7 Digitális műsorszórás fajtái

8 Digitális műsorszórás fajtái 8 DVB-C (kábelen keresztül): az interaktivitáshoz szükséges válaszcsatornát magában foglalja, nagy kapacitást biztosít, nem befolyásolja az időjárás kétirányú kommunikáció

9 Digitális műsorszórás fajtái 9 DVB-T (földfelszíni): olcsó általában ingyenes mobil lehetőségek biztosít egyirányú kommunikáció

10 Digitális műsorszórás fajtái 10 DVB-H(mobil-tévé) A telefon bármikor kéznél van Kicsi és hordozható Zenehallgatással, videó-rögzítéssel összekapcsolható

11 DVB-T 11 Előnyei: Kiváló képminőség Zajmentesebb: nincs szellemkép, nincs szemcsésedés, nincs villódzás, nincs színtorzulás CD minőségű hang: sztereo, Dolby Surround vagy többnyelvű kísérőhang Mobilitás: mozgás közben, akár autóban ülve is ugyanolyan tökéletes vétel

12 12 DVB-T

13 DVB-T 13 Előnyei: Egy mai analóg csatorna helyén több (akár 6) kiváló minőségű műsor átvitele is lehetséges Lehetőség van HDTV adásokra Ráépíthető az analóg infrastruktúrára A kép- és hangjeleken kívül egyéb információk továbbítása (pl: a műsor adatai)

14 14 DVB-T

15 15

16 DVB-T 16 Hátrányai: A vétel minőségét szélsőséges időjárási viszonyok befolyásolhatják Alacsony vételi jelszintnél drop-out-os lehet a kép, a hang pedig kimaradozhat Nagyobb mértékű jelszint csökkenés a vétel hirtelen megszűnésével jár

17 17 DVB-T mérés

18 DVB szolgáltatások 18 Programkalauz (EPG) Video-on-demand Sport és pay-per-view

19 19

20 20 Hálózatok

21 Hálózatok fogalma 21 A fizikai hálózatok különféle információ típusok külön-külön vagy integrált átvitelére szolgálnak Pl: beszéd, hang, dokumentum, szöveges vagy multimédia üzenet, mozgókép, adat,

22 Hálózatok fogalma 22 Az átvitt információ típusoknak megfelelően különféle hálózatok alakultak ki, amelyek különféle forgalmi szolgáltatásokat nyújtanak. A különféle szolgáltatásokat nyújtó hálózatok A különféle szolgáltatásokat nyújtó hálózatok gyakorlati megvalósításuk során részben közös elemekre épülhetnek, de a nyújtott szolgáltatásuk alapján elvileg külön-külön értelmezhetők.

23 Hálózatok kapcsolatai 23 Hálózatok egyenrangúan és/vagy hierarchikusan kapcsolhatók össze. Hálózatok megkülönböztetése technológiájukban területükben igazgatási üzemeltetési egységükben

24 Egyenrangú hálózatok 24 Egyenrangúan együttműködő hálózatokról akkor beszélünk, ha az elemi hálózatok csak hordozó szolgáltatást nyújtanak.

25 Hierarchikus hálózatok 25 Hierarchikusan együttműködő hálózatokról akkor beszélünk, ha a hordozó hálózat hordozó szolgáltatást nyújt egy másik, hordozó ráépített hálózat számára. Hálózatok többszörösen is egymásra építhetők, amelyek így hálózati rétegeket alkotnak.

26 Hálózatok osztályozása 26 Hírközlési hálózatok Műsorszóró hálózatok Információközlő és kapcsoló hálózatok Műsor szétosztó Közvetlen műsorszórás Műsor elosztó Távközlő hálózatok Számítógépes hálózatok

27 27 Informatikai, számítógépes hálózatok

28 Definíció 28 számítógépek és a hozzájuk kötődő eszközök meghatározott szabályok (protokoll) szerint együttműködő, összekapcsolt rendszere. (Magyar Nagylexikon 16.)

29 Hálózat erőforrás-megosztás 29 Erőforrás-megosztás - Az egész rendszer kiváltképp rugalmas, hiszen a feldolgozási kapacitás újabb számítógépek csatlakoztatásával növelhető, az hálózati erőforrások azonnal megoszthatók (nyomtató, tárterület - adatok, program stb.)

30 Hálózat költségtakarékosság 30 Költségkímélő - gazdaságilag előnyös, ugyanis a rendszer kiépítésekor és üzemeltetésekor (erőforrásmegosztás, kommunikáció költsége...) is takarékosabb megoldást jelent az önálló számítógépek helyett.

31 31

32 Hálózat osztott munkavégzés 32 A számítógépek közötti kommunikáció segítségével a velük dolgozó emberek is képesek közvetlen vagy közvetett (levél) kommunikációra és lehetőség van az osztott munkavégzésre.

33 Hálózat adatbiztonság 33 Az adatbiztonság jobb lehet hálózaton keresztül, hiszen így egyetlen szakember felügyelheti a rendszert, aki naprakészen alkalmazhatja az adatok biztonságos tárolását biztosító lehetőségeket.

34 Számítógépes hálózatok csoportosítása 34 Gépek feladata szerint Kiterjedés (méret) szerint Nyilvánosság szerint Az adatátvitel sebessége szerint Átviteli közeg szerint Topológia szerint Adattovábbítás módja szerint

35 Gépek feladata szerint 35 Kliens-szerver hálózatok Peer to peer

36 Kiterjedés (méret) szerint 36 LAN (Local Area Network) - helyi (lokális) hálózat lehet egy irodában, egy épületben, egy intézmény különböző épületeiben (peer to peer hálózat is) MAN (Metropolitan Area Network) - nagyvárosi hálózat egy városra vagy egy régióra (kistérség) kiterjedő hálózat WAN (Wide Area Network) - nagy kiterjedésű hálózat a távolsági hálózat országot, földrészt fedhet le GAN (Global Area Network) világhálózat az egész világra kiterjedő, a teljes Földet behálózó, világméretű hálózat pl.: internet

37 Nyilvánosság szerint 37 Nyitott rendszerek Zárt rendszerek

38 Adatátvitel sebessége szerint 38 A másodpercenkénti adatmennyiség továbbítása (sávszélesség kifejezés) alapján: bit/másodperc kilobit/másodperc megabit/másodperc gigabit/másodperc bps Kbps Mbps Gbps

39 Adatátviteli közeg szerint 39 Vezetékes Koaxiális kábel Sodrott érpár STP, árnyékolt UTP, árnyékolatlan Optikai kábel Vezeték nélküli rádiós infravörös fény lézer fény

40 Topológia szerint 40 Pont-pont: egy kommunikációs csatorna csak két gépet köt össze. Biztonságos, de kiépítése költséges. Üzenetszórásos: a hostok közös kommunikációs Üzenetszórásos: a hostok közös kommunikációs csatornát használnak. Az adó üzenetét mindenki megkapja, de csak a címzett olvassa el. Ha a csatorna meghibásodik, akkor az egész hálózat működésképtelen lehet.

41 Pont-pont topológiák 41 Csillag Teljes (részleges) Gyűrű Fa

42 Üzenetszórásos topológiák 42 Sín Gyűrű Rádiós

43 43 Távközlő hálózatok

44 44

45 Távközlés története Magyarországon ig Telefonhírmondó, %-os telefonellátottság ig Szolgáltatások lassú fejlődése % telefonellátottság ig Rohamos fejlődés (mobil, szoftver, hardver, ) 2000-től

46 Távközlési hálózat elemei 46 Használói végpont Hozzáférési pontok Hálózati csomópont Használói végpont Hálózati végződés Hálózati végződés Jelzésátvitel Üzenetátvitel Alkalmazások Használói és hálózat hozzáférési pont között hozzáférési hálózat (access network) Hálózati csomópontok és közöttük létesített hálózat maghálózat (core network)

47 Hálózati Topológiák (1) 47 Szövevényes (mesh) Trönk áramkörök Részlegesen szövevényes Gyűrű topológia Hátránya: - költséges - összeköttetések száma Előnye: - redundáns - hibatűrő - takarékosabb - redundáns - hibatűrő - nagy sebességű - takarékos - redundáns

48 Hálózati topológiák (2) 48 Hierarchikus - takarékos - redundancia mentes Tandem összeköttetésű - takarékos - redundáns - nagyforgalmi pontok között Haránt összeköttetés

49 Távbeszélő hálózat felépítése Nemzetközi irányok Szekunder sík Topológia: - szövevényes Primer sík Tandem Tandem Topológia: - hierarchikus - haránt - tandem Hozzáférési hálózat 49

50 50 Nemzetközi központok (2 darab) Szekunder központok (9 darab) Szövevényes hálózat Primer központok (45 darab) Gyűrűs hálózat Helyi központok Gyűrűs, vagy fa topológia Kihelyezett fokozat Előfizetők Fa hálózati topológia

51 51 Magyarországi hálózat

52 52 A budapesti hálózat

53 53 Szolgáltatási területek Magyarországon

54 PSTN - Public Switched Telephone Network 54 PSTN - kapcsolt közcélú hálózat A telefonhálózatokat korábban tervezték, kizárólag beszédátvitelre 1876 Graham Bell feltalálja a telefont Pár órával Elisha Gray előtt Készüléket lehetett vásárolni, a vezetéket a felhasználónak kellett kihúznia Minden felhasználó-pár között egy külön vezeték Egy év alatt a városokat behálózták a vezetékek

55 55 PSTN - Public Switched Telephone Network

56 PSTN 56 Gerinchálózat A A A A Központ Központ

57 Áramkörkapcsolás elve 57 E1 áramkör nyaláb (trönk) A 1. E4 E2 A 2. Ak. E5 E3 Jellemzők: Telefonközpont Fizikai összeköttetés Telefonközpont áramkör lefoglalás (pl. E1-A1-E6) hívás felépítés bontás alapsávi hang és kép/adatátvitel (0,3 3,4 khz) E6

58 Tárcsázás 58 Impulzus, tone (DTMF)

59 59

60 Digitális hangátvitel 60 A/D D/A P C M Gerinchálózat Gerinchálózat A D D A P C M Központ Központ

61 Mi az eszköze? 61 A berendezés, amely végrehajtja a modulációt: modulátor A berendezés, ami a visszaállításhoz szükséges inverz műveletet hajtja végre: demodulátor A mindkét művelet végrehajtására képes eszköz (a két kifejezés összevonásából): modem

62 Dial-up hozzáférés 62 Betárcsázós internet A computerek digitális információi analóg jellé alakíthatóak, és átvihetőek a hagyományos telefonhálózaton Modem modulator-demodulator Amplitúdó moduláció Frekvencia moduláció Fázis moduláció

63 63

64 Dial-up hozzáférés 64 A/D D/A A P C Gerinchálózat M A D D M A P C A A Központ Központ A D Modem D/A D PC PC

65 Modem szabványok 65 ITU-T V bps ITU-T V.22bis 2400 bps ITU-T V bps (1984) ITU-T V.32bis 14.4 Kbps (1991) ITU-T V Kbps ITU-T V.34bis 33.6 Kbps (1994) ITU-T V Kbps downstream, 33.6 Kbps upstream (1996) ITU-T V Kbps downstream, 48 Kbps upstream

66 ISDN 66 Integrated Services Digital Network Digitális hang- és adatátvitelre alkalmas technológia Digitális Helyi Központ PCM Digitális összeköttetés Digitális Helyi Központ Alaphozzáférés (Basic Rate Access BRA) BRA 2B+D ( B = 64 kbit/s beszéd/adat, D = 16 kbit/s jelzés/adat) Primer hozzáférés (PRA)

67 ISDN 67 Integrated Services többféle szolgáltatás Hang, video, adatátvitel Végponttól végpontig digitális átvitel A beszédkódoló a telefonkészülékbe van beépítve Jobb minőségű átvitel, nincs konverzió Ugyanazon a sodrott érpáron megy a jel keresztül Ez fontos a gazdaságosság miatt Csak a készüléket kell lecserélni, a vezetéket nem Az első kereskedelmi ISDN hálózat 1987-ben Lassan terjedt el, és mire betört volna, a kapacitása sokak számára már kevés volt Az otthoni Internet elterjedésével fellendült Az ezredfordulón az ISDN volt a legjobb technológia netezésre Ma a szélessávú technológiák (xdsl, kábel) miatt teret vesztett

68 68

69 Hozzáférési hálózatok xdsl 69 Telefonos ipar 56 Kbps (2000-ben) Kábeltévé ipar 10Mbps osztott kábeleken Műholdas cégek 50 Mbps ajánlatok Lépni kellett az internetezők megtartása érdekében xdsl különféle DSL változatok

70 Hozzáférési hálózatok ADSL 70 ADSL Asymmetrical Digital Subscriber Line Aszimmetrikus digitális előfizetői vonal Használói vonalon: beszéd adatátvitel Használói végződés PSTN/ ISDN ADSL DSLAM ATM Access Network

71 71 Hozzáférési hálózatok ADSL

72 Hozzáférési hálózatok ADSL 72 Repeater Regenerátor Business Visszaállítja a jelet Erősítő Felerősíti a jelet ADSL szolgáltatás akár 16 km-ig Deployment w/ Repeaters Deployment w/o Repeaters Service Provider Regenerator Regenerator Regenerator Consumer Government & Education

73 Hozzáférési hálózatok ADSL 73 Paraméterek (példa) Maximális leltöltési sebesség 18 Mbit/s Maximális feltöltési sebesség 1,5 Mbit/s Garantált leltöltési sebesség 6 Mbit/s Garantált feltöltési sebesség 0,5 Mbit/s

74 Hozzáférési hálózatok SDSL 74 SDSL Symmetric Digital Subscriber Line Szimmetrikus digitális előfizetői vonal n x 64 kbit/s átvitelére vonali sebesség k x 384 kbaud egy érpáron áthidalható távolság: 2 4 km (regenerálás nélkül) n x 64 kbit/s SDSL SDSL n x 64 kbit/s

75 Hozzáférési hálózatok SDSL 75 Paraméterek (példa) Maximális leltöltési sebesség 2 Mbit/s Maximális feltöltési sebesség 2 Mbit/s Garantált leltöltési sebesség 1 Mbit/s Garantált feltöltési sebesség 1 Mbit/s

76 Hozzáférési hálózatok HDSL 76 HDSL High bit rate Digital Subscriber Line 2 Mbit/s- os adatátvitelre regenerálás nélkül 2-4 km között, egy érpáron (regenerálás nélkül) 2 Mbit/s HDSL vonali sebesség 1160kBaud HDSL 2 Mbit/s

77 Hozzáférési hálózatok VDSL 77 HDSL (High bit-rate DSL) ITU-T G (1998) VDSL (Very-high-data-rate DSL) - ITU-T G (2004) Lényegesen nagyobb sebességű adatátvitel kis távolságokon 52 Mbit/s downstream,16 Mbit/s upstream Lehet szimmetrikus is (26-26 Mbit/s) 12 MHz sávszélesség Max. 1 km hatótávolság Inkább 300 méter

78 Hozzáférési hálózatok VDSL 78 szolgáltató Optikai illesztő egység VDSL sodrott érpár Upstream Downstream DownStream Távolság UpStream VDSL elosztó Interaktív TV sodrott érpár koax kábel 12,96 13,8 Mbps 1500m 1,6 2,3 Mbps 25,92 27,6 Mbps 1000m 19,2 Mbps 51,84 55,2 Mbps 800m (egyenlő a Downstreammel)

79 79 Hozzáférési hálózatok VDSL

80 80 Kábeltelevíziós hálózatok

81 A frekvenciasáv felosztása ,5 862 MHz RETURN PATH VISSZA IRÁNYÚ SÁV FORWARD PATH ELŐFIZETŐI IRÁNYÚ SÁV 5 16,1 17,5 48,5 56, MHz HKR rádiósáv átm adatátvitelre felhasználható sáv RI TV csatorna adatátv átm 87, / / MHz FM rádiósáv analóg KTV sáv hipersáv UHF sáv UHF sáv A FREKVENCIASÁV FELOSZTÁSA

82 82 Tipikus házhálózati struktúrák

83 83 Erősítő és elosztó

84 84 Előfizetői csatlakozók

85 85 Hálózat felépítése

86 86 IPTV szolgáltatás az interneten keresztül

87 87 FTTX hálózatok

88 88 FTTX = Fiber To The X X=Something FTTx Fiber To The x Fényvezető szállal a/az FTTB FiberToThe Building -épületig FTTC FiberToThe Curb-járdáig FTTD Fiber To The Desk asztalig FTTE Fiber To The Enclosure - kerítésig FTTH FiberToThe Home -lakásig FTTN Fiber ToThe Neighborhood-környékig FTTO Fiber To The Office - irodáig FTTP Fiber To The Premises helyiség/épületig FTTU Fiber To The User - felhasználóig

89 FTTx példák

90 FTTx előnyei Nagy adatátvitel akár nagy távolságra is Könnyen feljavítható / bővíthető Alacsony üzemeltetési költség Nem zavarja az elektromos interferencia

91 Az FTTX-hálózat nagysága 91 Felhasználó és a csomópont közti távolság lehet 10m és 10km között. Az FTTX-hálózat 100m és 2000m között változik az esetek többségében.

92 92

93 93 FTTH hálózat építő elemei

94 HFC hálózatok 94 Meglévő, kiépített infrastruktúra Nagy sávszélesség DS irányban Végponti eszközök cseréjével upgradelhető Analóg lekapcsolással a kapacitás nő Internet- sávszélesség igény nő

95 HFC hálózatok felépítése 95 Hybrid Fiber Coax (HFC) HOST Fejállomás Opt. Gyűrű (1550 nm) gerinc Kerületi optikai hálózat (1310 nm) ONU Családi házak HOST HOST ONU Lakótelep Passzív leágazó Kétirányú vonalerősítők

96 KábelTV hálózat, mint osztott média 96 A szegmensben lévő összes előfizető ugyanazt a frekvenciasávot és ugyanazt a fizikai közeget látja A szegmens mérete a lefedett hálózatrész nagyságától, valamint az optikai adók-vevők arányától függ Egy szegment tipikusan lakás Downstream, és 500 lakás Upstream irányban

97 KTV frekvencia allokációs stratégia AnalógTV 3. DVB-C digittv (17CH) 2. Internet Docsis (5CH) 4. EuroDocsis 2.0, 3.0 (12CH) MHz >Upstream< > Downstream < 1. Analóg TV 2. DVB-C 3.EuroDocsis LTE interference MHz

98 Közegek összehasonlítása 98 1Gbps jel átviteli csillapítása 1km távon Koax kábel (QR540) 71,2dB Szabadtéri csillapítás 92,4dB Optika csillapítása 0,22dB

99 Technológia 99 KábelTV Osztott média GPON Osztott média P2P optika Nem belátható sávszélesség

100 A GPON rendszer 100 GPON (Gigabit-capable Passive Optical Networks), Gigabit sebesség átvitelére képes passzív optikai hálózatok Alkalmazás: FTTH, fényvezető a lakásig Splitter= optikai teljesítményosztó, típusok: 1:2, 1:4, 1:8, 1:16, 1:32, 1:64 Épület Telefon Internet HGW TV lakás ONT Fényvezető szál ONT Splitter ONT ONT ONT ONT ONT Splitter Splitter Fényvezető szál Fényvezető szál Optikai rendező OLT PON port 1 GE 10 GE IP hálózat ONT

101 Platformok sávszélessége 101 Kábel Földi Műhold (DVB-C) (DVB-T) (DVB-S) Analóg csatornák induláskor: 3 (leendő multiplexek) max száma max.: 4 Egy csatorna 50Mbps 24Mbps 58Mbps sávszélessége (256QAM) (40Mbps DVB-T2) (DVB-S2) Teljes elérhető sávszélesség MPEG-2 SD programok száma MPEG-4 SD csatornák száma MPEG-4 HD csatornák száma 4Gbps Mbps 5Gbps (160Mbps) űrszegmensenként induláskor: max: 30 űrszegmensenként induláskor: max: 60 űrszegmensenként induláskor: max: 18 (21) űrszegmensenként

102 102 TV jelátviteli technológiák összehasonlítása DVB-T Egyirányú, korlátos sávszélességű közeg Sat Leghatékonyabb broadcast TV jel szétosztás Egyirányú közeg KTV Aszimmetrikus, kétirányú nagy sávszélességű közeg EuroDocsis 3.0 Channel bonding lehetőségei Digital divident sáv használata ( MHz) Optika Extrém nagy sávszélességű kétirányú közeg Drága, lassan terjed el Leg időtállóbb

103 A TV szolgáltatás evolúciója előtti idők Infrastruktúra alapú szolgáltatás Döntően tradicionális lineáris TV-zés Fogyasztási kényszer Műsorcsomagok között Nem infrastruktúra alapú szolgáltatás Igény szerinti TV-zés 2015 után Személyre szabott bitfolyam Érdeklődési kör alapú TV-zés Ajánló rendszerek, hálózati intelligencia

104 Előfizetői sávszélesség igény 104 TV Broadcast csökken HD műsorok száma növekszik Interaktivitás igénye nő Internet Átlag sávszélesség nő Telefon Hang- kis sávszélesség igény Videotelefon

105 Új előfizetői szokások 105 Lineáris TV-zés csökkenése hosszútávon Igény szerinti videózás Több képernyős fogyasztás Ipad 3 felbontása meghaladja a HDTV-t (2048 x 1536) Letöltés Streamelés

106 Előfizetői sávszélesség szükséglet 106 Ma elérhető sávszélesség 240Mbps Letöltéshez? 240Mbps- óránként 700GB naponta 16,5TB letöltés? Streameléshez? 24 HD film párhuzamosan?

107 Átviteli közegek versenye 107 Koax Árelőny- meglévő infrastruktúra esetén Optika Zöldmezős beruházásnál lehet olcsóbb Sávszélesség előny Hosszútávon az optika kiépítése nem megkerülhető

108 Mi a Triple Play? 108 A Triple Play a telefon, adat/internet és videó szolgáltatások olyan együttese, amely egyetlen átviteli közegen érkezik a felhasználóhoz. Ez az átviteli közeg lehet a KTV szolgáltató, koaxiális illetve optikai kábelekből álló hálózata, vagy egy telefonszolgáltató rézérpárakból álló hálózata.

109 109 Triple Play gazdasági szempontok

110 A hálózat konvergenciája 110 Egyetlen szolgáltató mindenhol Egységes szolgáltatások Egységes profil Közös számlázás Előnyös Szolgáltatónak Felhasználónak (?)

111 Változó szokások, trendek 111 Fix vonal használata dramatikusan csökken a klasszikus szolgáltatások körében Mobil felhasználók száma tovább növekszik annak ellenére hogy a penetráció már elég magas Szélessávú Internet telepítések gyors növekvési tendenciát mutatnak

112 112 Vezetékes telefonvonalak elterjedése és kihasználtsága

113 113 Mobil telefonok elterjedtsége és kihasználtsága