HÍRADÁSTECHNIKA I. Dr.Varga Péter János

Átírás

1 9. HÍRADÁSTECHNIKA I. Dr.Varga Péter János

2 2 FTTX hálózatok

3 3 FTTH hálózat építő elemei

4 KTV frekvencia allokációs stratégia 4 1. 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

5 HFC hálózatok 5 Meglévő, kiépített infrastruktúra Nagy sávszélesség DS irányban Végponti eszközök cseréjével upgradelhető Analóg lekapcsolással a kapacitás nő Internet- sávszélesség igény nő

6 HFC hálózatok felépítése 6 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

7 KábelTV hálózat, mint osztott média 7 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

8 A GPON rendszer 8 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

9 9 GPON

10 10 Szélessávú vezetékes elérési hálózati trendek

11 11 Optikai elérési hálózati megoldások

12 12 PON szabványosítás

13 13 PON szabványok összehasonlítása

14 14 GPON hálózat teljesítő képessége

15 15 PON technológia továbbfejlesztése

16 OLT helyszínek 16 Optikai vonalvégződtető (Optical Line Terminal - OLT)

17 17 OLT helyszínek

18 Platformok sávszélessége 18 Analóg csatornák (leendő multiplexek) száma Egy csatorna sávszélessége Teljes elérhető sávszélesség MPEG-2 SD programok száma MPEG-4 SD csatornák száma MPEG-4 HD csatornák száma Kábel Földi Műhold (DVB-C) (DVB-T) (DVB-S) max Mbps (256QAM) 4Gbps induláskor: 3 max.: 4 24Mbps (40Mbps DVB-T2) Mbps (DVB-S2) 72Mbps 5Gbps (160Mbps) űrszegmensenként induláskor: max: 30 űrszegmensenként induláskor: max: 60 űrszegmensenként induláskor: max: 18 (21) űrszegmensenként

19 19 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 Lassan terjed el Leg időtállóbb

20 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

21 Előfizetői sávszélesség igény 21 TV Broadcast csökken HD műsorok száma növekszik Interaktivitás igénye nő Internet Átlag sávszélesség nő Telefon Hang- kis sávszélesség igény Videotelefon

22 Új előfizetői szokások 22 Lineáris TV-zés csökkenése hosszútávon Igény szerinti videózás Több képernyős fogyasztás Ipad 3 felbontása meghaladja a HDTV-t (2048 x 1536) Letöltés Streamelés

23 Előfizetői sávszélesség szükséglet 23 Ma elérhető sávszélesség 240Mbps (1Gbps?) Letöltéshez? 240Mbps- óránként 700GB naponta 16,5TB letöltés? Streameléshez? 24 HD film párhuzamosan?

24 Átviteli közegek versenye 24 Koax Árelőny- meglévő infrastruktúra esetén Optika Zöldmezős beruházásnál lehet olcsóbb Sávszélesség előny Hosszútávon az optika kiépítése nem megkerülhető

25 Mi a Triple Play? 25 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.

26 26 Triple Play gazdasági szempontok

27 A hálózat konvergenciája 27 Egyetlen szolgáltató mindenhol Egységes szolgáltatások Egységes profil Közös számlázás Előnyös Szolgáltatónak Felhasználónak (?)

28 Változó szokások, trendek 28 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

29 29 Vezetékes telefonvonalak elterjedése és kihasználtsága

30 30 Mobil telefonok elterjedtsége és kihasználtsága

31 31 Vezetékes hálózatból kiinduló hívások száma

32 32 Mobilhálózatból kiinduló hívások száma

33 33 Technológiai hálózatok

34 Technológiai hálózatok 34 Közlekedési technológiai hálózatok Csővezetéki szállítás A villamosenergia rendszer technológiai hálózata Vízügyi hálózat

35 Közlekedési technológiai hálózatok 35 Vasúti technológiai hálózatot áruszállítást személyszállítás "Szállításirányítási Rendszer" (SZIR)

36 Közlekedési technológiai hálózatok 36 Vasúti optikai technológiai hálózat

37 Közlekedési technológiai hálózatok 37 Vízi-közlekedési technológiai hálózat GPS (Global Positioning System) INMARSAT (International Maritime Satellite Organisation) 1979 óta

38 Közlekedési technológiai hálózatok 38 Közúti-közlekedési technológiai hálózat UTINFORM elsősorban rádiós Vezetékes és vezeték nélküli megoldások

39 Közlekedési technológiai hálózatok 39 Légi-közlekedési technológiai hálózat Földi és a fedélzeti rádiólokáció Vezetékes és vezeték nélküli megoldások

40 Csővezetéki szállítás 40 Kőolaj, gáz, kőolajtermék csővezetéki szállítás hálózata Különcélú távközlő hálózat Távközlő kábelek nyomvonala megegyezik a csővezeték nyomvonalával

41 Csővezetéki szállítás 41 Vízvezetéki szállítás hálózata Optikai hálózat

42 Csővezetéki szállítás 42 Szennyvíz csatorna hálózata Optikai hálózat

43 A villamosenergia rendszer 43 technológiai hálózata Független kétutas elérhetőség Mikrohullámú gerinchálózat Optikai gerinchálózat

44 44 A villamosenergia rendszer technológiai hálózata A Magyar Villamos Művek hálózata

45 45 Jelátalakítók

46 Jelátalakítók 46 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.

47 Híradástechnikában alkalmazott 47 legfontosabb jelátalakítók Akusztikai jelátalakítók: Mikrofonok Hangszórók Vizuális jelátalakítók: Kamerák, képfelvevő csövek, CCD-k Képcsövek, LCD-k, Plazma megjelenítők

48 Mikrofonok 48 Hangfrekvenciás tartományban a levegő nyomásváltozását érzékelő eszköz Hanghullámokat elektromos jellé alakítja Típusai (legfontosabb): Szénmikrofon Dinamikus mikrofon Kondenzátor mikrofon Elektrét mikrofon Piezoelektromos

49 Szénmikrofon 49 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

50 Dinamikus mikrofon 50 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.

51 Kondenzátor mikrofon 51 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.

52 Kondenzátor mikrofon 52 Kapacitás : C = ε A d

53 Piezoelektromos mikrofon 53 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)

54 Hangszórók 54 Elektromos jeleket hangnyomássá konvertáló eszközök. Legfontosabb típusai: Dinamikus hangszóró Piezo v. kristályhangszóró Kondenzátor hangszóró

55 Dinamikus hangszóró 55 Dinamikus mikrofon inverz működése

56 56

57 Piezoelektromos hangszóró 57 Elektrosztrikció jelenségét használja ki, miszerint: bizonyos kristályok alakja megváltozik, ha bizonyos pontjaira elektromos feszültséget vezetünk.

58 Kondenzátor hangszóró 58 A mozgó fegyverzet fémréteggel bevont vékony dielektrikum (általában műanyag), míg az álló fegyverzet egy perforált lemez.

59 Vizuális jelátalakítók 59 Kamerák CCD CMOS

60 CCD 60 Charge coupled device Magyarul: töltéscsatlakozású képalkotó eszköz Félvezető lapkán képpontoknak megfelelő szigeteket alakítanak ki, melyeken a pillanatnyilag tárolt töltés arányos a képpontra jutó fény intenzitással. A színes kép érzékelését színszűrőkkel oldják meg.

61 61 CCD

62 CCD 62 Elkülönített fotószenzorok szabályos elrendezésben Töltés csatolt eszköz (CCDs) Terület CCD-k és lineáris CCD-k 2 terület típus: interline transfer és frame transfer fotóérzékeny tárolás

63 63 CCD

64 64

65 CMOS 65 Ugyanolyan szenzorelemek, mint CCD-nél Minden fotószenzornak saját erősítője van Több zaj esetén (redukálás fekete kép kivonásával) Alacsonyabb érzékenység Standard CMOS technológiát használ Más komponensek is lehetnek a chipen Smart pixels

66 66 CMOS

67 CCD és CMOS 67 Régebbi technológia Különleges technológia Magas gyártási költség Magasabb teljesítményfelvétel Magasabb kitöltési tényező Soros kiolvasás Aktuális technológia Standard IC technológia Olcsó Alacsonyabb fogyasztás Kevésbé érzékeny Pixelenkénti erősítés Véletlen pixel hozzáférés Chip-en integrált más komponensekkel

68 Forrás 68 HTE: TÁVKÖZLŐ HÁLÓZATOK ÉS INFORMATIKAI SZOLGÁLTATÁSOK Takács György: A távközlési hálózattervezés sajátosságai BME VIK: Infokommunikációs rendszerek és alkalmazásuk jegyzetek Engedi Antal: Tervező és szakértő mérnök Magyar Mérnöki Kamara