HÍRKÖZLÉSTECHNIKA. 7.ea. Dr.Varga Péter János

Átírás

1 HÍRKÖZLÉSTECHNIKA 7.ea Dr.Varga Péter János

2 2 Távközlő hálózatok

3 Hozzáférési hálózatok xdsl 3 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

4 Hozzáférési hálózatok ADSL 4 ADSL Asymmetrical Digital Subscriber Line Aszimmetrikus digitális előfizetői vonal Használói vonalon: beszéd adatátvitel Használói végződés PSTN/ ISDN ADSL DSLAM ATM Access Network

5 5 Hozzáférési hálózatok ADSL

6 Hozzáférési hálózatok ADSL 6 Repeater Regenerátor Visszaállítja a jelet Erősítő Felerősíti a jelet ADSL szolgáltatás akár 16 km-ig

7 Hozzáférési hálózatok ADSL 7 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

8 Hozzáférési hálózatok SDSL 8 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

9 Hozzáférési hálózatok SDSL 9 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

10 Hozzáférési hálózatok HDSL 10 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

11 Hozzáférési hálózatok VDSL 11 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

12 Hozzáférési hálózatok VDSL 12 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)

13 13 Hozzáférési hálózatok VDSL

14 14 Kábeltelevíziós hálózatok

15 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

16 16 Tipikus házhálózati struktúrák

17 17 Erősítő és elosztó

18 18 Előfizetői csatlakozók

19 19 Hálózat felépítése

20 20 IPTV szolgáltatás az interneten keresztül

21 21 FTTX hálózatok

22 22 FTTX = Fiber To The X X=Something FTTx Fiber To The x Fényvezető szállal a/az FTTB Fiber To The Building - épületig FTTC Fiber To The Curb - járdáig FTTD Fiber To The Desk asztalig FTTE Fiber To The Enclosure - kerítésig FTTH Fiber To The Home - lakásig FTTN Fiber To The Neighborhood - környékig FTTO Fiber To The Office - irodáig FTTP Fiber To The Premises helyiség/épületig FTTU Fiber To The User - felhasználóig

23 FTTx példák

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

25 Az FTTX-hálózat nagysága 25 Felhasználó és a csomópont közti távolság lehet 10m és 10km között. Az FTTX-hálózat 100m és 2000m között változik az esetek többségében.

26 26 FTTH hálózat építő elemei

27 27

28 HFC hálózatok 28 Meglévő, kiépített infrastruktúra Nagy sávszélesség DS irányban Végponti eszközök cseréjével upgradelhető Analóg lekapcsolással a kapacitás nő Internet- sávszélesség igény nő

29 HFC hálózatok felépítése 29 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

30 KábelTV hálózat, mint osztott média 30 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

31 KTV frekvencia allokációs stratégia Analóg TV 3. DVB-C digit TV (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

32 32 GPON

33 A GPON rendszer 33 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

34 34 Szélessávú vezetékes elérési hálózati trendek

35 35 Optikai elérési hálózati megoldások

36 36 PON szabványosítás

37 37 PON szabványok összehasonlítása

38 38 GPON hálózat teljesítő képessége

39 39 PON technológia továbbfejlesztése

40 OLT helyszínek 40 Optikai vonalvégződtető (Optical Line Terminal - OLT)

41 41 OLT helyszínek

42 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

43 Előfizetői sávszélesség igény 43 TV Broadcast csökken HD műsorok száma növekszik Interaktivitás igénye nő Internet Átlag sávszélesség nő Telefon Hang- kis sávszélesség igény Videotelefon

44 Új előfizetői szokások 44 Lineáris TV-zés csökkenése hosszútávon Igény szerinti videózás Több képernyős fogyasztás Ipad 3 felbontása meghaladja a HDTV-t (2048 x 1536) Letöltés Streamelés

45 Előfizetői sávszélesség szükséglet 45 Ma elérhető sávszélesség 1Gbps Letöltéshez? 240Mbps- óránként 700GB naponta 16,5TB letöltés? Streameléshez? 24 HD film párhuzamosan?

46 Átviteli közegek versenye 46 Koax Árelőny- meglévő infrastruktúra esetén Optika Zöldmezős beruházásnál lehet olcsóbb Sávszélesség előny Hosszútávon az optika kiépítése nem megkerülhető

47 Mi a Triple Play? 47 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.

48 48 Triple Play gazdasági szempontok

49 A hálózat konvergenciája 49 Egyetlen szolgáltató mindenhol Egységes szolgáltatások Egységes profil Közös számlázás Előnyös Szolgáltatónak Felhasználónak (?)

50 Változó szokások, trendek 50 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

51 51 Vezetékes telefonvonalak elterjedése és kihasználtsága

52 52 Mobil telefonok elterjedtsége és kihasználtsága

53 53 Vezetékes hálózatból kiinduló hívások száma

54 54 Mobilhálózatból kiinduló hívások száma

55 55 Technológiai hálózatok

56 Technológiai hálózatok 56 Közlekedési technológiai hálózatok Csővezetéki szállítás A villamosenergia rendszer technológiai hálózata Vízügyi hálózat

57 Közlekedési technológiai hálózatok 57 Vasúti technológiai hálózatot áruszállítást személyszállítás "Szállításirányítási Rendszer" (SZIR)

58 Közlekedési technológiai hálózatok 58 Vasúti optikai technológiai hálózat

59 Közlekedési technológiai hálózatok 59 Vízi-közlekedési technológiai hálózat GPS (Global Positioning System) INMARSAT (International Maritime Satellite Organisation) 1979 óta

60 Közlekedési technológiai hálózatok 60 Közúti-közlekedési technológiai hálózat UTINFORM elsősorban rádiós Vezetékes és vezeték nélküli megoldások

61 Közlekedési technológiai hálózatok 61 Légi-közlekedési technológiai hálózat Földi és a fedélzeti rádiólokáció Vezetékes és vezeték nélküli megoldások

62 Csővezetéki szállítás 62 Kőolaj, gáz, kőolajtermék csővezetéki szállítás hálózata Különcélú távközlő hálózat Távközlő kábelek nyomvonala megegyezik a csővezeték nyomvonalával

63 Csővezetéki szállítás 63 Vízvezetéki szállítás hálózata Optikai hálózat

64 Csővezetéki szállítás 64 Szennyvíz csatorna hálózata Optikai hálózat

65 A villamosenergia rendszer 65 technológiai hálózata Független kétutas elérhetőség Mikrohullámú gerinchálózat Optikai gerinchálózat

66 66 A villamosenergia rendszer technológiai hálózata A Magyar Villamos Művek hálózata

67 67 Jelátalakítók

68 Jelátalakítók 68 Az információt továbbító jeleket Pl.: hanghullámok vizuálisan értékelhető események stb. ahhoz, hogy tárolni, továbbítani tudjuk, elektromos jelekké kell konvertálnunk. Azokat az eszközöket, melyek különböző fizikai jeleket elektromos jelekké alakítanak, ill. visszaalakítanak jelátalakítóknak nevezzük.

69 Híradástechnikában alkalmazott 69 legfontosabb jelátalakítók Akusztikai jelátalakítók: Mikrofonok Hangszórók Vizuális jelátalakítók: Kamerák, képfelvevő csövek, CCD-k Képcsövek, LCD-k, Plazma megjelenítők

70 Mikrofonok 70 Hangfrekvenciás tartományban a levegő nyomásváltozását érzékelő eszköz Hanghullámokat elektromos jellé alakítja Típusai (legfontosabb): Szénmikrofon Dinamikus mikrofon Kondenzátor mikrofon Elektrét mikrofon Piezoelektromos

71 Szénmikrofon 71 A gerjesztő hangnyomás mozgásra készteti a fém membránt. A fém kosár felé elmozduló membrán zömíti a kitöltő szén töltőanyagot, míg a távolodó csökkenti annak zömítettségét -> ellenállás változás Szigetelt membrán Szén Gerjesztő hangnyomás Fém kosár Fém membrán

72 Dinamikus mikrofon 72 A membrán elmozdulása hatására a lengő tekercs elmozdul az állandó mágnes által gerjesztett mágneses térben. A lengőtekercsben (mint erőkarokat metsző vezetőben) áram indukálódik. Az indukált áram arányos a gerjesztő hangnyomással.

73 Kondenzátor mikrofon 73 A hangnyomás hatására az egyik fegyverzet elmozdul, így közelebb, illetve távolabb kerül a másiktól (vagyis változik a d ). A változás kapacitásváltozást jelent. Q=U C A kapacitás változás nem más, mint a töltés tároló képesség változás, vagyis az R ellenálláson töltő vagy kisütő áram indul meg. Ez az áram arányos a gerjesztő hangnyomással.

74 Kondenzátor mikrofon 74 R Előfeszítő generátor Kapacitás : C A d Hangnyomás A felület d

75 Piezoelektromos mikrofon 75 Egy megfelelő kristálysík mentén elvágott kvarc kristály korongból alakítják ki. A működés alapelve a piezoelektromos hatásbon alapul. A kristály a deformáció esetén polarizációs töltöttséget jelenít meg. A töltések elvezetéséhez a kristályra fémgőzöléssel (vákuumgőzölés) két érintkezőt gőzölnek (pl. aranyréteg)

76 Hangszórók 76 Elektromos jeleket hangnyomássá konvertáló eszközök. Legfontosabb típusai: Dinamikus hangszóró Piezo v. kristályhangszóró Kondenzátor hangszóró

77 Dinamikus hangszóró 77 Tartó kosár Dinamikus mikrofon inverz működése Lengő tekercs Állandó mágnes

78 78

79 Piezoelektromos hangszóró 79 Elektrosztrikció jelenségét használja ki, miszerint: bizonyos kristályok alakja megváltozik, ha bizonyos pontjaira elektromos feszültséget vezetünk.

80 Kondenzátor hangszóró 80 A mozgó fegyverzet fémréteggel bevont vékony dielektrikum (általában műanyag), míg az álló fegyverzet egy perforált lemez. Dielektrikum Perforált lemez Fémréteg

81 Forrás 81 HTE: TÁVKÖZLŐ HÁLÓZATOK ÉS INFORMATIKAI SZOLGÁLTATÁSOK Takács György: A távközlési hálózattervezés sajátosságai BME VIK: Infokommunikációs rendszerek és alkalmazásuk jegyzetek Csányi Kinga: A TV működése Putz József: 3DTV megvalósítása Gonda Attila: Számítógépes képmegjelenítők