HÍRADÁSTECHNIKA I.
9.
Dr.Varga Péter János
2
FTTX hálózatok
FTTH hálózat építő elemei 3
KTV frekvencia allokációs stratégia 4
2. Internet Docsis (5CH) 4. EuroDocsis 2.0, 3.0 (12CH)
1. Analóg TV 3. DVB-C digit TV (17CH)
2012
20
65
112
153
318
>Upstream< >
462
734
Downstream
1. Analóg TV
2. DVB-C
3.EuroDocsis 3.0
830 862 MHz <
4. LTE interference
2014 20
112
153
335
663
790
862 MHz
HFC hálózatok 5
Meglévő, kiépített infrastruktúra Nagy sávszélesség DS irányban Végponti eszközök cseréjével upgradelhető Analóg lekapcsolással a kapacitás nő Internet- sávszélesség igény nő
HFC hálózatok felépítése 6
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
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 2.000 lakás Downstream, és 500 lakás Upstream irányban
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
OLT
Fényvezető szál
Internet HGW
ONT
Fényvezető szál ONT
Splitter
ONT ONT
Splitter ONT
TV
Fényvezető szál
ONT
lakás
1 GE
ONT Splitter ONT
PON Optikai port rendező
10 GE
IP hálózat
9
GPON
Szélessávú vezetékes elérési hálózati trendek 10
Optikai elérési hálózati megoldások 11
PON szabványosítás 12
PON szabványok összehasonlítása 13
GPON hálózat teljesítő képessége 14
PON technológia továbbfejlesztése 15
OLT helyszínek 16
Optikai vonalvégződtető (Optical Line Terminal OLT)
OLT helyszínek 17
Platformok sávszélessége 18
Kábel (DVB-C) 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
Földi (DVB-T)
Műhold (DVB-S)
induláskor: 3 max. 96 50Mbps (256QAM) 4Gbps 1100 2100 380
max.: 4
110 58Mbps
24Mbps (40Mbps DVB-T2)
(DVB-S2)
72Mbps (160Mbps) induláskor: 18
5Gbps űrszegmensenként 1400
max: 30
űrszegmensenként
induláskor: 30 max: 60 induláskor: 10 max: 18 (21)
2700 űrszegmensenként 500 űrszegmensenként
TV jelátviteli technológiák összehasonlítása 19
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 Lassan terjed el Leg időtállóbb
A TV szolgáltatás evolúciója 20
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 21
TV Broadcast csökken HD műsorok száma növekszik Interaktivitás igénye nő
Internet Átlag sávszélesség nő
Telefon Hang- kis sávszélesség igény Videotelefon
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
Előfizetői sávszélesség szükséglet 23
Ma elérhető sávszélesség 240Mbps (1Gbps ?) Letöltéshez? 240Mbps- óránként 700GB naponta 16,5TB letöltés? Streameléshez? 24 HD film párhuzamosan?
Átviteli közegek versenye 24
Koax Árelőny- meglévő infrastruktúra esetén
Optika Zöldmezős beruházásnál lehet olcsóbb Sávszélesség előny
Hosszútávon az optika kiépítése nem megkerülhető
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.
Triple Play – gazdasági szempontok 26
A hálózat konvergenciája 27
Egyetlen szolgáltató – mindenhol Egységes szolgáltatások Egységes profil Közös számlázás
Előnyös Szolgáltatónak Felhasználónak (?)
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
Vezetékes telefonvonalak elterjedése és kihasználtsága 29
Mobil telefonok elterjedtsége és kihasználtsága 30
Vezetékes hálózatból kiinduló hívások száma 31
Mobilhálózatból kiinduló hívások száma 32
33
Technológiai hálózatok
Technológiai hálózatok 34
Közlekedési technológiai hálózatok Csővezetéki szállítás A villamosenergia rendszer technológiai hálózata Vízügyi hálózat
Közlekedési technológiai hálózatok 35
Vasúti technológiai hálózatot áruszállítást személyszállítás
"Szállításirányítási Rendszer" (SZIR)
Közlekedési technológiai hálózatok 36
Vasúti optikai technológiai hálózat
Közlekedési technológiai hálózatok 37
Vízi-közlekedési technológiai hálózat GPS (Global Positioning System) INMARSAT (International Maritime Satellite Organisation) 1979 óta
Közlekedési technológiai hálózatok 38
Közúti-közlekedési technológiai hálózat UTINFORM – elsősorban rádiós Vezetékes és vezeték nélküli megoldások
Közlekedési technológiai hálózatok 39
Légi-közlekedési technológiai hálózat Földi és a fedélzeti rádiólokáció Vezetékes és vezeték nélküli megoldások
Csővezetéki szállítás 40
Kőolaj, gáz, kőolajtermék csővezetéki szállítás hálózata Különcélú távközlő hálózat Távközlő kábelek nyomvonala megegyezik a csővezeték nyomvonalával
Csővezetéki szállítás 41
Vízvezetéki szállítás hálózata Optikai hálózat
Csővezetéki szállítás 42
Szennyvíz csatorna hálózata Optikai hálózat
A villamosenergia rendszer technológiai hálózata 43
Független kétutas elérhetőség Mikrohullámú gerinchálózat Optikai gerinchálózat
A villamosenergia rendszer technológiai hálózata 44
A Magyar Villamos Művek hálózata
45
Jelátalakítók
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.
Híradástechnikában alkalmazott legfontosabb jelátalakítók 47
Akusztikai jelátalakítók: Mikrofonok Hangszórók Vizuális jelátalakítók: Kamerák, képfelvevő csövek, CCD-k Képcsövek, LCD-k, Plazma megjelenítők
Mikrofonok 48
Hangfrekvenciás tartományban a levegő nyomásváltozását érzékelő eszköz Hanghullámokat elektromos jellé alakítja Típusai (legfontosabb): Szénmikrofon Dinamikus mikrofon Kondenzátor mikrofon Elektrét mikrofon Piezoelektromos
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
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.
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.
Kondenzátor mikrofon 52
Kapacitás : C = ε ⋅
A d
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)
Hangszórók 54
Elektromos jeleket hangnyomássá konvertáló eszközök. Legfontosabb típusai: Dinamikus hangszóró Piezo v. kristályhangszóró Kondenzátor hangszóró
Dinamikus hangszóró 55
Dinamikus mikrofon „inverz” működése
56
Piezoelektromos hangszóró 57
Elektrosztrikció jelenségét használja ki, miszerint: bizonyos kristályok alakja megváltozik, ha bizonyos pontjaira elektromos feszültséget vezetünk.
Kondenzátor hangszóró 58
A mozgó fegyverzet fémréteggel bevont vékony dielektrikum (általában műanyag), míg az álló fegyverzet egy perforált lemez.
Vizuális jelátalakítók 59
Kamerák CCD CMOS
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.
CCD 61
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
CCD 63
64
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
CMOS 66
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
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
