HÍRADÁSTECHNIKA I. Dr.Varga Péter János

Átírás

1 HÍRADÁSTECHNIKA I. 7. Dr.Varga Péter János

2 2 Hálózatok

3 3 Távközlő hálózatok

4 PSTN - Public Switched Telephone Network 4 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

5 5 PSTN - Public Switched Telephone Network

6 PSTN 6 Gerinchálózat A A A A Központ Központ

7 Áramkörkapcsolás elve 7 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

8 Tárcsázás 8 Impulzus, tone (DTMF)

9 9

10 Digitális hangátvitel 10 A/D D/A P C M Gerinchálózat Gerinchálózat A D D A P C M Központ Központ

11 Mi az eszköze? 11 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

12 Dial-up hozzáférés 12 Betárcsázós internet A computerek digitális információi analóg jellé alakíthatóak, és átvihetőek a hagyományos telefonhálózaton Modem modulator-demodulator Amplitúdó moduláció Frekvencia moduláció Fázis moduláció

13 13

14 Dial-up hozzáférés 14 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

15 Modem szabványok 15 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

16 ISDN 16 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)

17 ISDN 17 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

18 18

19 Hozzáférési hálózatok xdsl 19 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

20 Hozzáférési hálózatok ADSL 20 ADSL Asymmetrical Digital Subscriber Line Aszimmetrikus digitális előfizetői vonal Használói vonalon: beszéd adatátvitel Használói végződés PSTN/ ISDN ADSL DSLAM ATM Access Network

21 21 Hozzáférési hálózatok ADSL

22 Hozzáférési hálózatok ADSL 22 Repeater Regenerátor Visszaállítja a jelet Erősítő Felerősíti a jelet ADSL szolgáltatás akár 16 km-ig

23 Hozzáférési hálózatok ADSL 23 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

24 Hozzáférési hálózatok SDSL 24 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

25 Hozzáférési hálózatok SDSL 25 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

26 Hozzáférési hálózatok HDSL 26 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

27 Hozzáférési hálózatok VDSL 27 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

28 Hozzáférési hálózatok VDSL 28 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)

29 29 Hozzáférési hálózatok VDSL

30 30 Kábeltelevíziós hálózatok

31 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

32 32 Tipikus házhálózati struktúrák

33 33 Erősítő és elosztó

34 34 Előfizetői csatlakozók

35 35 Hálózat felépítése

36 36 IPTV szolgáltatás az interneten keresztül

37 37 FTTX hálózatok

38 38 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

39 FTTx példák

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

41 Az FTTX-hálózat nagysága 41 Felhasználó és a csomópont közti távolság lehet 10m és 10km között. Az FTTX-hálózat 100m és 2000m között változik az esetek többségében.

42 42

43 43 FTTH hálózat építő elemei

44 HFC hálózatok 44 Meglévő, kiépített infrastruktúra Nagy sávszélesség DS irányban Végponti eszközök cseréjével upgradelhető Analóg lekapcsolással a kapacitás nő Internet- sávszélesség igény nő

45 HFC hálózatok felépítése 45 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

46 KábelTV hálózat, mint osztott média 46 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

47 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

48 Közegek összehasonlítása 48 1Gbps jel átviteli csillapítása 1km távon Koax kábel (QR540) 71,2dB Szabadtéri csillapítás 92,4dB Optika csillapítása 0,22dB

49 Technológia 49 KábelTV Osztott média GPON Osztott média P2P optika Nem belátható sávszélesség

50 A GPON rendszer 50 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

51 Platformok sávszélessége 51 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

52 52 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

53 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

54 Előfizetői sávszélesség igény 54 TV Broadcast csökken HD műsorok száma növekszik Interaktivitás igénye nő Internet Átlag sávszélesség nő Telefon Hang- kis sávszélesség igény Videotelefon

55 Új előfizetői szokások 55 Lineáris TV-zés csökkenése hosszútávon Igény szerinti videózás Több képernyős fogyasztás Ipad 3 felbontása meghaladja a HDTV-t (2048 x 1536) Letöltés Streamelés

56 Forrás 56 HTE: TÁVKÖZLŐ HÁLÓZATOK ÉS INFORMATIKAI SZOLGÁLTATÁSOK Takács György: A távközlési hálózattervezés sajátosságai BME VIK: Infokommunikációs rendszerek és alkalmazásuk jegyzetek