Híradástechnika I. 8.ea

Híradástechnika Intézet

}

Híradástechnika I.

8.ea

Dr.Varga Péter János 2016


Hálózatok

2016

2


Távközlő hálózatok

2016

3


FTTX hálózatok

2016

4


FTTH hálózat építő elemei

2016

5


HFC hálózatok – Hybrid Fiber Coax hálózat 

Meglévő, kiépített infrastruktúra



Nagy sávszélesség DS irányban



Végponti eszközök cseréjével upgradelhető



Analóg lekapcsolással a kapacitás nő



Internet- sávszélesség igény nő

2016

6


HFC hálózatok felépítése 

Hybrid Fiber Coax (HFC) HOST

Fejállomás

Opt. Gyűrű (1550 nm) gerinc

Kerületi optikai hálózat (1310 nm)

ONU HOST HOST ONU

Családi házak Lakótelep

Passzív leágazó

Kétirányú vonalerősítők

2016

7


KábelTV hálózat, mint osztott média

2016



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 8


Hálózati struktúrák

2016

9


Hálózati szintek

2016

10


Optikai hálózatok kapcsolatai

2016

11


Hálózati topológiák

2016

12


Regionális hálózat, pl. megye

2016

13


Körzethálózat, pl. járás

2016

14


Városi, nagyvárosi hálózat

2016

15


Hozzáférési hálózat

2016

16


Csomóponti hierarchia

2016

17


Csomóponti hierarchia

2016

18


Síkokra szervezett hálózatok

2016

19


Magyarország körzetei

2016

20


Helyi sík

2016

21


Gyűrűs hálózat

2016

22


Algyűrűk

2016

23


Gyűrűbe szervezett hálózat

2016

24


Algyűrű

2016

25


FTTX hálózat

2016

26


FTTX = Fiber To The X X=Something 

2016

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

27


Hozzáférési – (FTTX) hálózat

2016

28


Példa – FTTX topológia

2016

29



2016

30



2016

31


Központi fejállomás

2016

32


Fejállomás optikai rendező

2016

33


Optikai tápszekrény

2016

34


Földbe fektetett kábel

2016

35


Nagyelosztó

2016

36


Kiselosztó belseje

2016

37


Szerelési tálca

2016

38


FTTH nagyelosztó

2016

39


KTV hálózatok

2016

40


GPON

2016

41


Szélessávú vezetékes elérési hálózati trendek

2016

42


Optikai elérési hálózati megoldások

2016

43


PON szabványosítás

2016

44


PON szabványok összehasonlítása

2016

45


GPON hálózat teljesítő képessége

2016

46


PON technológia továbbfejlesztése

2016

47


OLT helyszínek 

2016

Optikai vonalvégződtető (Optical Line Terminal - OLT)

48


OLT helyszínek

2016

49


Technológiák

2016

50


Idővonal

2016

51


Fejlődés

2016

52


Mi a WDM 

2016

WDM - hullámhossz-multiplexálás

53


WDM fő tulajdonságai 

Alap definíció: több, független jel egy szálon történő átvitele



Lényeges tulajdonság: több, független jel egyetlen közös eszközzel történő erősítése

2016

54


WDM hálózat gazdaságossága

544 2016

55


WDM hálózat gazdaságossága

2016

56


WDM rendszerek összkapacitásának növelése 

WDM rendszerek összkapacitásának növelési lehetőségei:



csatornaszám növelése 

sűrűbb csatornaosztás



szélesebb sáv használata



csatornánkénti sebesség növelése



további fizikai dimenziók bevonása, pl. polarizáció

2016

57


WDM spektrumok

2016

58


CWDM rendszer 

A betűszó első karaktere a coarse, angol kifejezésből eres, mely a durva hullámhossz osztásos multiplexelésre utal.



A technológia bizonyos keretek között ugyan de képes kihasználni a teljes, azaz 1270 – 1610 nm-es sávszélességet (megfelelően kis csillapítású optikai szál esetén), melyen összesen 18 csatornát lehet létrehozni, melye 20 nm-es osztásban találhatók egymástól.

2016

59


CWDM rendszer 

A csatornáknál elérhető maximális sávszélesség 2,5 Gbit/s. Ebből következik, hogy a kialakított hálózati architektúrától függően, akár összesen 45 Gbit/s sávszélesség is elérhető uplink és downlink irányban 2 optikai szálas összeköttetéssel.



A rendszerrel egy és kétszálas összeköttetést is megvalósítható. Hálózati topológiát tekintve pont-pont. busz és gyűrűs megoldásokban használható.

2016

60


CWDM rendszer

2016

61


DWDM rendszer 

2016

A rendszer első karaktere a dense angol szóból ered, mely sűrűt jelent. A kifejezésből sejthető, hogy a csatornák sűrítéséről lehet szó, azaz a CWDM rendszerhez képest a csatornák kiosztása sűrűbben lettek elhelyezve a használható spektrális tartományban. Az így kialakított rendszerrel hasonló hálózati topológiákat lehet kialakítani, mint elődjével, azonban lényegesen nagyobb sávszélesség érhető el.

62


DWDM rendszer 

Az első generációs DWDM rendszerek csatornánkénti sávszélessége 2,5 Gbit/s, mely megegyezik a legmodernebb CWDM rendszerével. Napjainkban a csatornánként elérhető maximális sávszélesség elérheti ezeknél a rendszereknél a 100 Gbit/s-ot.



A csatornakiosztás generációnként és kialakításonként változhat. Leggyakrabban 50 GHz-es és 25 GHz-es csatornatávolságokat használnak. A csatornák száma elérheti a 160-at.

2016

63


ROADM 

2016

Az újrakonfigurálható optikai Add-Drop multilexerek (Reconfigurable Optical Add Drop Multiplexer ROADM) az alapjai a dinamikusan átkonfigurálható sűrű hullámhosszosztásos nyalábolású (Dense Wavelength Division Multiplexing - DWDM) rendszereknek, vagyis az úgynevezett Agilis Optikai Hálózatoknak (Agile Optical Network - AON). Az AON rendszerek felgyorsítják a triple – play szolgáltatások fejlődését és lehetővé teszik magasabb szintű hullámhossz alkalmazások elterjedését alacsony áron

64


ROADM hálózatok 

2016

A ROADM alapú hálózatok alapvetően különböznek a konvencionális WDM hálózatoktól az újrakonfigurálható eszközök miatt. Az egyes WDM csatornák eltérő útvonalakon haladhatnak keresztül, ennek megfelelően különböző számú optikai erősítő kondicionálja az áthaladó jelet.

65


ROADM

2016

66


WDM és a GPON

2016

67


Mi a Triple Play? 

2016

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.

68


Triple Play – gazdasági szempontok

2016

69


A hálózat konvergenciája

2016

70


Változó szokások, trendek 

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

2016

71


NGN Újgenerációs hálózatok

2016

72


Újgenerációs hálózatok 

Next Generation Networks



A nyilvános távbeszélő hálózat (PSTN) és a nyilvános adathálózat (PSDN) összenövéséből kialakuló sokszolgáltatású hálózatot értik rajta

2016

73


Konvergáló hálózatok

2016

74


NGN architektúra

2016

75


NGN alapú szolgáltatások jellemzői 

Bárhol elérhető, valós idejű, multimedia kommunikáció



Egyszerűbb használhatóság



Megóvja a felhasználókat az információ összegyűjtésének, feldolgozásának és továbbításának komplexitásával kapcsolatos nehézségektől.



Személyessé tehető szolgáltatások kialakítása és menedzselése



Menedzselhető személyes profájlok, számlázási információk monitorozása, testreszabott felhasználói interfészek, alkalmazások, új alkalmazások létrehozása.



IP alapú, QoS-képes

2016

76


Szupergyors Internet Program (SZIP)

2016

77


Mi a projekt fő célja

2016

78


MI A DIGITÁLIS KÖZMŰ?

2016

79


Távközlő hálózatok felügyeleti központja

2016

80


GIS – Geographical Information System 

A távközlési vállalatok megkezdték a nyilvántartási rendszereik konvertálását GIS alapú adatbázisokba



A GIS információs modell alkalmazása a távközlésben, lehetőséget teremt a hatékony erőforrás, ügyfél és üzemeltetési folyamatok kezelésére

2016

81


GIS – Geographical Information System

2016

82


Mapping

http://szelessav.e-epites.hu/ 2016

83


Mobil kommunikáció

2016

84


A kommunikáció evolúciója

2016

85


2016

86


A kezdetek 



2016

1921 – Detroiti rendőrség 

2 MHz



Egyirányú forgalom

1933 – megvalósult a kétirányú kommunikáció

87


A kezdetek 

2016

Katonaság 1941-től 

Félduplex üzemmód



Gyenge teljesítmény

88


A kezdetek 

2016

Bell Labs – 1946 

MTS (Mobil Telephone System)



Max. 3 hívás 1 időben

89


A kezdetek 

2016

1956 – 450 MHz-en elindítják a szolgáltatást az „átlagfelhasználó” részére az USA-ban

90


A kezdetek 

2016

1956 - Az Ericsson vezette be a világ legelső, automata mobiltelefon-rendszerét Svédországban. A készülék kb. 40 kg-ot nyomott és értelemszerűen "Mobil Telephone A"-nak nevezték (MTA). A rendszer a 160 MHzes sávban működött.

91


A kezdetek 

2016

1973 - Április 3-án, a Motorola mérnöke, Martin Cooper a New York-i utcán sétálva (NEM autóban!) bonyolította le a világ első igazi utcai mobilhívását. A hívott fél a rivális cég, a Bell Labs egyik vezetője, Joel S. Engels volt. Az első mondatok pedig a következők: "Joel, Itt Marty Cooper, egy celluláris telefonról hívlak, igazi, kézi mobiltelefonról".

92


A kezdetek 

1989 – Magyarország



Megalakul a Westel Rádiótelefon Kft., amely a legelső hazai mobiltelefon szolgáltatást nyújtotta a 0660-as előhívó segítségével még 450 MHz-en. Az alapító okiratot 1990. május 23-án írták alá, így a cég a Matáv 51%-os és a US West 49%-os tulajdona lett.

2016

93


2016

94


A mobilok generációi

2016

95


Ahhoz képest, amivel kezdődött 

2016

Az a fránya akksi……

96


A fejlődés lépései

2016

97


1G rendszerek 

1970-es évek vége, 1980-as évek eleje



Analóg rendszerek



Sok, egymással nem kompatibilis hálózat



Skandináviában 1981-től



Hazánkban 1990-től 2003. június 30-ig (Westel 0660)



Jellemzően 450 Mhz körüli frekvenciasáv



Viszonylag nagy, 30-50 km átmérőjű cellák



Gyenge beszédátviteli minőség, kevés szolgáltatásfajta

2016

98


2G rendszerek 

1990-es évek elejétől



Digitális rendszerek



Legelterjedtebb az európai tervezésű GSM



GSM (eredetileg: Groupe Spéciale Mobile, később: Global System for Mobile Telecommunication, világméretű mobil távközlő rendszer)

2016

99


GSM lefedettség a Földön (2009)

2016

100


GSM - elterjedt, mert: 

a kutatás-fejlesztés kellő időben, gyorsan (4 év) történt



nyílt, továbbfejleszthető szabvány (ETSI) 

kezdettől egységes Európában (nem így volt USA-ban)



egységes, átjárható rendszer (roaming)



a SIM kártya koncepció vonzó (előfizető adatai készülékfüggetlenek)



a hívó fél fizet csak (USA-ban ez nem így volt)



az előre fizetés (pre-paid) lehetősége nagyon népszerűvé tette



900 MHz: országos lefedést is lehetővé tesz

2016

101


GSM hálózatok felépítése

2016

102


Bázisállomás-alrendszer 



2016

Bázisállomás (BTS) 

egy vagy több elemi adó/vevő



átkódoló és sebességillesztő egység

Bázisállomás-vezérlő (BSC) 

egy vagy több bázisállomást vezérel



kapcsolás



rádiócsatorna-hozzárendelés



hívásátadás-vezérlés

103


Hálózati alrendszer 

2016

Mobil kapcsolóközpont (MSC) 

egy „hagyományos” kapcsolóközpont



mobil-specifikus bővítésekkel



autentikáció



helyzetnyilvántartás



hívásátadás BSC-k között



barangolás



stb.

104


2016

105


GSM szolgáltatások 



Beszédátvitel 

kodek sebessége 13 kb/s (később: 5,6 kb/s)



kompromisszum: viszonylag gyenge hangminőség, jobb frekvenciakihasználtság

SMS (Short Message Service, rövid szöveges üzenet szolgáltatás) 



Adatátvitel 

2016

160 karakter max. alapesetben 9,6 kb/s, később 14,4 kb/s

106


GSM szolgáltatások 

HSCSD (High Speed Circuit Switched Data, nagy sebességű áramkörkapcsolt adatátvitel) 



EMS (Enhanced Messaging Service, kibővített üzenetküldő szolgáltatás) 



2016

adatátvitel továbbfejlesztése: több 14,4 kb/s csatorna összefogása

egyszerűbb képüzenetek is

MMS (Multimedia Messaging Service, multimédia üzenetküldő szolgáltatás) 

multimédia üzenet: kép, írott szöveg, hang együtt



2002-től elérhető szolgáltatás

107


GSM/GPRS szolgáltatások 

WAP (Wireless Application Protocol, vezetéknélküli alkalmazás protokoll) 

leegyszerűsített Web-szerű alkalmazás



GPRS (General Packet Radio Service, általános csomag alapú rádiós szolgáltatás)



2001. óta elérhető szolgáltatás



csomagkapcsolt adatátvitel, a GSM kiegészítése



előny:



2016



jobb kihasználtság



fizetés kilobájt alapon, nem perc szerint

sebesség kezdetben max. 56 kb/s

108


Forrás 

     

  

2016

Dr. Maros Dóra: Mobil rendszerek NMHH: Új frekvenciákat kapcsol be a digitális gazdaság vérkeringésébe az NMHH TFERI.hu: Mobilok története Németh Krisztián: Mobiltelefon-hálózatok Németh Krisztián: Mobiltelefon-hálózatok: UMTS Danka Annamária: MOBILKOMMUNIKÁCIÓ Dr. Berke József: A mobilkommunikáció története HTE: TÁVKÖZLŐ HÁLÓZATOK ÉS INFORMATIKAI SZOLGÁLTATÁSOK Takács György: A távközlési hálózattervezés sajátosságai BME VIK: Infokommunikációs rendszerek és alkalmazásuk jegyzetek 109


GSM/EDGE szolgáltatások 

EDGE (Enhanced Data Rate for Global/GSM Evolution, kb. továbbfejlesztett adatsebesség a globális/GSM fejlődésért)



2003-tól



használható:

2016



az áramkörkapcsolt adatátvitel gyorsítására: Enhanced Circuit Switched Data (ECSD)



illetve a csomagkapcsolt adatátvitel gyorsítására: Enhanced GPRS (EGPRS)

110


Lefedettség: Telenor - 2G

2016

111


Lefedettség: Vodafone - 2G

2016

112


Lefedettség: T-mobile - 2G

2016

113


3G rendszerek 

UMTS : UMTS: Universal Mobile Telecommunications System, Egyetemes mobil távközlési rendszer



Célok:

2016



jobb beszédhangminőség (PSTN-t elérő)



jobb spektrumkihasználtság (földi és elvben műholdas is)



nagyobb adatátviteli sebesség



GSM kompatibilitás

114


UMTS szolgáltatások 



Beszédátvitel: 

Adaptive MultiRate (AMR) kodek: ld. később



4,7 – 12,2 kb/s

Adatátvitel, Internet elérés 

városban tipikus max. 384 kb/s



vidéken tipikus max. 144 kb/s



helyi rendszerben max. 2 Mb/s



Multimédia szolgáltatások



Értéknövelt szolgáltatások (nem csak 3G)

2016



chat, játékok, zene letöltése, stb.



helyhez kötött szolgáltatások

115


HSPA szolgáltatások 

HSPA (High-Speed Packet Access, nagy sebességű csomagkapcsolt hozzáférés)



UMTS továbbfejlesztése nagyobb adatsebességek felé



2 protokoll közös neve:



2016



HSDPA (High Speed Downlink Packet Access, nagy sebességű csomagkapcsolt letöltési hozzáférés) akár 14 Mb/s



HSUPA (High Speed Uplink Packet Access, nagy sebességű csomagkapcsolt feltöltési hozzáférés) akár 5,76 Mb/s

Az UMTS része, annak részben továbbfejlesztése 

3,5G néven is emlegetik



nem minden 3G képes mobil végberendezés tudja

116



2016

117


Lefedettség: Vodafone - 3G

2016

118



2016

119


4G rendszerek 

LTE (Long Term Evolution, „hosszú távú fejlődés”)



Letöltés akár 150 Mb/s, feltöltés akár 50 Mb/s 



Teljesen átdolgozott rádiós hálózati rész 



2016

szabvány szerinti max: 326/86 Mb/s, 20 MHz-es tartományt használva OFDM moduláció, több antenna egy eszközben (MIMO)

Teljesen IP alapú gerinchálózat

120



2016

121



2014 2016

122


Lefedettség: Vodafone- 4G

2016

123


2014. szeptember 29-e előtt

2016

124


2014. szeptember 29-e után

2016

125

Híradástechnika I. 8.ea

Recommend Documents