Řešení IP v síti kabelové televize Ing. Václav Jirovský, CSc. MFF UK, Praha Dattelkabel a.s., Praha
Cíl projektu l Maximálně
využít kmitočtové pásmo v rozvodech HFC (5- 870 MHz) l Nabídnout co nejširší rozsah služeb l Umožnit interaktivní procesy Provozovatel kabelové televize, který nebude mít po roce 2000 fungující datové služby na svých rozvodech bude odsouzen k bankrotu!
Kam patří datové sítě na CATV
l l l
sběrnicové lokální sítě širokopásmové sítě sítě s centrálním řízením
STANDARDIZACE...
I když se uvádí do praxe "standardy" datových HFC sítí pro CATV, bude ještě chvíli trvat než se skutečnými standardy stanou.
Způsoby realizace HFC sítí na CATV l symetrické
sítě
– disponují stejnými rychlostmi v obou směrech – vyžadují kvalitní zpětné kanály – vhodné pro konstrukci klasických LAN
l nesymetrické
sítě
– využívají nesymetrii mezi přenášenými daty v dopředném a zpětném směru (např. Internet 18:1) – menší nároky na kvalitu zpětných kanálů – vhodné pro realizaci přístupu k Internetu
OP
Struktura typické sítě CATV
Dopředný kanál Zpětný kanál
Σ
Hlavní stanice
Supertrunk
Trunk
Koaxiální rozvod
Domovní rozvody
Průběh úrovně signálu v dopředném kanále CATV Údaje v dBmV
Hlavní stanice
+18 dB
30 dBmV
20 dBmV
10 dBmV
33.6
33.1
32.2
30.6
-0.5dB
15.6
-0.7dB
28,5
-0.5dB
32
31.5
-3.5 dB -38 dB -4,4 dBmV
-35 dB -4,4 dBmV
-35 dB -4,4 dBmV
Logická struktura obousměrné datové sítě cca 70 – 870 MHz
Vybavení hlavní stanice
Dopředný kanál
cca 5 – 60 MHz
Kabelový modem
Kabelový modem
Zpětný kanál
Kabelový modem
Dopředný kanál l l l l
l
divergující síť široké kmitočtové pásmo (70-870 MHz) kvalitní přenosové médium nízká úroveň šumu a rušení, systémový šum je součtem šumu komponentů v kaskádě relativně snadná výstavba a nastavování
Úrovně signálů l na
straně modemu i zařízení hlavní stanice mezi 30 až 60 dBmV l citlivost modemů mezi -15 až +25 dBmV l citlivost zařízení na hlavní stanici -7 až +10 dBmV
Chybovost vs. SNR v dopředném kanále
Zpětný kanál l užší
frekvenční pásmo (5-60 MHz) l výrazně proměnné vlastnosti kanálu pro různé frekvence v dané oblasti l zatížení šumem a rušením, agregovaným z mnoha zakončení, systémový šum je součet šumu všech komponent
Šumové poměry ve zpětném kanále
F -1 F -1 F = F1 + 2 + 3 G1 G1 . G2
C Z
Z
DZ
Z
Splitter
OB
D
Pm å Pp1 N
Z
>1
Základní složky šumu l tepelný
šum l impulsní šum a rušení l vnější periodické a pseudoperiodické signály l nevhodné charakteristiky nebo prvky sítě
Vliv termálního šumu Plató termálního šumu REF 27.8 dBmV
AT 10 dB
MKR 31 MHz -15.77 dB
G
G
START 3.0 MHz RES BW 300 kHz
VBW 100 kHz
STOP 200.0 MHz SWP 20.0 msec
Rušení způsobené elektrickým svářením
Pronikání radiového vysílání ve volném pásmu
Vliv vadného diplexního filtru
fd
fd
Vliv přebuzení laseru v optické části HFC sítě REF 27.8 dBmV
AT 10 dB
DELTA = - 15.65 dB
LOG 10 dB/
AVG 100
START 3.0 MHz RES BW 300 kHz
VBW 100 kHz
STOP 200.0 MHz SWP 20.0 msec
Vliv nedokonalého spojení optického konektoru
A)
B)
Omezení agregovaného šumu l Při
výstavbě
– lepší stínění kabelů v terénu – fyzické rozdělení lokality do menších celků – použití horních propustí
l Při – – – –
výběru zařízení
volba vhodné modulační metody frekvenční přizpůsobivost modemů spínané blokovací filtry dálkově adresované odpojovací odbočky
Parametr spolehlivosti sítě CATV určuje l schopnost
konkurovat podobným službám, poskytovaným klasickými telekomunikačními operátory l cenu oprav a udržování sítě l kvalitu služeb poskytovaných klientům
Parametry spolehlivosti sítí Předpoklad ---- 99,95% dosažitelnost služby
MTBFs » Spolehlivost systému
1
1 åi MTBF i
Dosažiteln ost =
,
Spolehlivost jednoho připojení
MTBF . 100% ( MTBF + MTTR )
Dosažení požadované spolehlivosti l vytváření
relativně malých skupin klientů pod řízením jedné jednotky l připojování těchto skupin na rychlou a spolehlivou páteřní síť l výběr spolehlivých zařízení a kvalitní montáž
Aplikace l sítě
kabelové televize l relativně uzavřené celky – nemocnice – hotely – školy l mobilní
instalace, např. prezentace
Řešení datového subsystému na HFC síti firmy Dattelkabel a.s.
Zásady výstavby l plně
distribuovaný systém soustředěný okolo páteřní optické sítě l skupiny klientů konfigurované na lokálním principu (zkrácení MTTR) l řídící stanice umístěny co nejblíže těmto skupinám l maximální využití vlastností zařízení pro minimalizaci vlivu šumu
Síť Dattelkabel a.s. P6
DC - P
HEAS
Sokol.
13 P7
P12
P10
P4
P6
Bridge
Switch
P4
Router
GTS
P10
P7
DZ
P12
Šumové poměry ve zpětném kanále - nová výstavba
Šumové poměry ve zpětném kanále - stará výstavba
Časová závislost agregovaného šumu
Rozložení spektrální hustoty agregovaného šumu v čase
Parametry realizované sítě l bitová
rychlost v dopředném kanále 10 Mbit/s l bitová rychlost ve zpětném kanále 2,56 Mbit/s l zvolena agilní strategie změn kmitočtu ve zpětném kanále l navrhovaný výkon 500 klientů na jednu řídící jednotku
Zkušební provoz l probíhal
cca 3 měsíce l instalováno více než 350 zkušebních míst (klientů-testerů) l za dobu testování se v síti vyměnilo více než 700 GB dat l komerční provoz spuštěn
1.října 1999
