HÍRADÁSTECHNIKA I. 7. Dr.Varga Péter János
2 Hálózatok
3 Távközlő hálózatok
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 PSTN - Public Switched Telephone Network
PSTN 6 Gerinchálózat A A A A Központ Központ
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
Tárcsázás 8 Impulzus, tone (DTMF)
9
Digitális hangátvitel 10 A/D D/A P C M Gerinchálózat Gerinchálózat A D D A P C M Központ Központ
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
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
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
Modem szabványok 15 ITU-T V.22 1200 bps ITU-T V.22bis 2400 bps ITU-T V.32 9600 bps (1984) ITU-T V.32bis 14.4 Kbps (1991) ITU-T V.34 28.8 Kbps ITU-T V.34bis 33.6 Kbps (1994) ITU-T V.90 56.6 Kbps downstream, 33.6 Kbps upstream (1996) ITU-T V.92 56.6 Kbps downstream, 48 Kbps upstream
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)
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
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
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 Hozzáférési hálózatok ADSL
Hozzáférési hálózatok ADSL 22 Repeater Regenerátor Visszaállítja a jelet Erősítő Felerősíti a jelet ADSL szolgáltatás akár 16 km-ig
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
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
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
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
Hozzáférési hálózatok VDSL 27 HDSL (High bit-rate DSL) ITU-T G.991.1 (1998) VDSL (Very-high-data-rate DSL) - ITU-T G.993.1 (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
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 Hozzáférési hálózatok VDSL
30 Kábeltelevíziós hálózatok
A frekvenciasáv felosztása 31 5 65 87,5 862 MHz RETURN PATH VISSZA IRÁNYÚ SÁV FORWARD PATH ELŐFIZETŐI IRÁNYÚ SÁV 5 16,1 17,5 48,5 56,5 62 65 MHz HKR rádiósáv átm adatátvitelre felhasználható sáv RI TV csatorna adatátv átm 87,5 108 300/302 450/470 750 862 MHz FM rádiósáv analóg KTV sáv hipersáv UHF sáv UHF sáv A FREKVENCIASÁV FELOSZTÁSA
32 Tipikus házhálózati struktúrák
33 Erősítő és elosztó
34 Előfizetői csatlakozók
35 Hálózat felépítése
36 IPTV szolgáltatás az interneten keresztül
37 FTTX hálózatok
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
FTTx példák
FTTx előnyei Nagy adatátvitel akár nagy távolságra is Könnyen feljavítható / bővíthető Alacsony üzemeltetési költség Nem zavarja az elektromos interferencia
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
43 FTTH hálózat építő elemei
HFC hálózatok 44 Meglévő, kiépített infrastruktúra Nagy sávszélesség DS irányban Végponti eszközök cseréjével upgradelhető Analóg lekapcsolással a kapacitás nő Internet- sávszélesség igény nő
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
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 2.000 lakás Downstream, és 500 lakás Upstream irányban
KTV frekvencia allokációs stratégia 47 1. Analóg TV 3. DVB-C digit TV (17CH) 2. Internet Docsis (5CH) 4. EuroDocsis 2.0, 3.0 (12CH) 2012 20 65 112 153 318 462 734 830 862 MHz >Upstream< > Downstream < 1. Analóg TV 2. DVB-C 3.EuroDocsis 3.0 4. LTE interference 2014 20 112 153 335 663 790 862 MHz
Közegek összehasonlítása 48 1Gbps jel átviteli csillapítása 1km távon Koax kábel (QR540) 71,2dB Szabadtéri csillapítás 92,4dB Optika csillapítása 0,22dB
Technológia 49 KábelTV Osztott média GPON Osztott média P2P optika Nem belátható sávszélesség
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
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. 96 50Mbps (256QAM) 4Gbps 1100 2100 380 induláskor: 3 max.: 4 24Mbps (40Mbps DVB-T2) 110 58Mbps (DVB-S2) 72Mbps 5Gbps (160Mbps) űrszegmensenként induláskor: 18 1400 max: 30 űrszegmensenként induláskor: 30 2700 max: 60 űrszegmensenként induláskor: 10 500 max: 18 (21) űrszegmensenként
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 (790-862MHz) Optika Extrém nagy sávszélességű kétirányú közeg Drága, lassan terjed el Leg időtállóbb
A TV szolgáltatás evolúciója 53 2010 előtti idők Infrastruktúra alapú szolgáltatás Döntően tradicionális lineáris TV-zés Fogyasztási kényszer Műsorcsomagok 2010-2015 között Nem infrastruktúra alapú szolgáltatás Igény szerinti TV-zés 2015 után Személyre szabott bitfolyam Érdeklődési kör alapú TV-zés Ajánló rendszerek, hálózati intelligencia
Előfizetői sávszélesség igény 54 TV Broadcast csökken HD műsorok száma növekszik Interaktivitás igénye nő Internet Átlag sávszélesség nő Telefon Hang- kis sávszélesség igény Videotelefon
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
Forrás 56 HTE: TÁVKÖZLŐ HÁLÓZATOK ÉS INFORMATIKAI SZOLGÁLTATÁSOK Takács György: A távközlési hálózattervezés sajátosságai BME VIK: Infokommunikációs rendszerek és alkalmazásuk jegyzetek