Dr.Varga Péter János
7.ea
HÍRKÖZLÉSTECHNIKA
2
Távközlő hálózatok
Hozzáférési hálózatok – xDSL 3
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 4
ADSL – Asymmetrical Digital Subscriber Line Aszimmetrikus digitális előfizetői vonal Használói vonalon:
beszéd adatátvitel PSTN/ ISDN
Használói végződés
ADSL
DSLAM Access Network
ATM
Hozzáférési hálózatok – ADSL 5
Hozzáférési hálózatok – ADSL 6
Repeater Regenerátor Visszaállítja
a jelet
Erősítő Felerősíti
ADSL
a jelet
szolgáltatás akár 16 km-ig
Hozzáférési hálózatok – ADSL 7
Paraméterek (példa) Maximális
leltöltési sebesség Maximális feltöltési sebesség Garantált leltöltési sebesség Garantált feltöltési sebesség
18 Mbit/s 1,5 Mbit/s 6 Mbit/s 0,5 Mbit/s
Hozzáférési hálózatok – SDSL 8
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 9
Paraméterek (példa) Maximális
leltöltési sebesség Maximális feltöltési sebesség Garantált leltöltési sebesség Garantált feltöltési sebesség
2 Mbit/s 2 Mbit/s 1 Mbit/s 1 Mbit/s
Hozzáférési hálózatok – HDSL 10
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
2 Mbit/s
HDSL
Hozzáférési hálózatok – VDSL 11
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 12
szolgáltató
DownStream
Optikai illesztő egység
VDSL
Távolság
12,96…13,8 Mbps – 1500m 25,92…27,6 Mbps – 1000m 51,84…55,2 Mbps – 800m
sodrott érpár
VDSL elosztó
Interaktív TV
Upstream Downstream
UpStream
sodrott érpár koax kábel
1,6…2,3 Mbps 19,2 Mbps (egyenlő a Downstreammel)
Hozzáférési hálózatok – VDSL 13
14
Kábeltelevíziós hálózatok
A frekvenciasáv felosztása 15
5
65
87,5
RETURN PATH VISSZA IRÁNYÚ SÁV 5
16,1
HKR rádiósáv 87,5
108
átm
862
MHz
65
MHz
FORWARD PATH ELŐFIZETŐI IRÁNYÚ SÁV
17,5
48,5
adatátvitelre felhasználható sáv 300/302
FM rádiósáv analóg KTV sáv
RI TV csatorna
450/470
hipersáv
56,5
62
adatátv
átm
750
UHF sáv
A FREKVENCIASÁV FELOSZTÁSA
862
UHF sáv
MHz
Tipikus házhálózati struktúrák 16
Erősítő és elosztó 17
Előfizetői csatlakozók 18
Hálózat felépítése 19
IPTV szolgáltatás az interneten keresztül 20
21
FTTX hálózatok
FTTX = Fiber To The X X=Something 22
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 25
Felhasználó és a csomópont közti távolság lehet 10m és 10km között. Az FTTX-hálózat 100m és 2000m között változik az esetek többségében.
FTTH hálózat építő elemei 26
27
HFC hálózatok 28
Meglévő, kiépített infrastruktúra Nagy sávszélesség DS irányban Végponti eszközök cseréjével upgradelhető Analóg lekapcsolással a kapacitás nő Internet- sávszélesség igény nő
HFC hálózatok felépítése 29
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 30
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 31
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
32
GPON
A GPON rendszer 33
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
Fényvezető szál
Telefon Internet HGW
ONT
Fényvezető szál
ONT
Splitter ONT
TV
Fényvezető szál
ONT
lakás
1 GE
ONT Splitter
ONT
OLT
ONT Splitter ONT
PON Optikai port rendező
10 GE
IP hálózat
Szélessávú vezetékes elérési hálózati trendek 34
Optikai elérési hálózati megoldások 35
PON szabványosítás 36
PON szabványok összehasonlítása 37
GPON hálózat teljesítő képessége 38
PON technológia továbbfejlesztése 39
OLT helyszínek 40
Optikai vonalvégződtető (Optical Line Terminal OLT)
OLT helyszínek 41
A TV szolgáltatás evolúciója 42
2010 előtti idők
2010-2015 között
Infrastruktúra alapú szolgáltatás Döntően tradicionális lineáris TV-zés Fogyasztási kényszer Műsorcsomagok
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 43
TV Broadcast
csökken HD műsorok száma növekszik Interaktivitás igénye nő
Internet Átlag
sávszélesség nő
Telefon Hang-
kis sávszélesség igény Videotelefon
Új előfizetői szokások 44
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 45
Ma elérhető sávszélesség 1Gbps Letöltéshez? 240Mbps- óránként 700GB naponta 16,5TB letöltés? Streameléshez? 24 HD film párhuzamosan?
Átviteli közegek versenye 46
Koax Árelőny-
meglévő infrastruktúra esetén
Optika Zöldmezős
beruházásnál lehet olcsóbb Sávszélesség előny
Hosszútávon az optika kiépítése nem megkerülhető
Mi a Triple Play? 47
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 48
A hálózat konvergenciája 49
Egyetlen szolgáltató – mindenhol Egységes
szolgáltatások Egységes profil Közös számlázás
Előnyös Szolgáltatónak Felhasználónak
(?)
Változó szokások, trendek 50
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 51
Mobil telefonok elterjedtsége és kihasználtsága 52
Vezetékes hálózatból kiinduló hívások száma 53
Mobilhálózatból kiinduló hívások száma 54
55
Technológiai hálózatok
Technológiai hálózatok 56
Közlekedési technológiai hálózatok Csővezetéki szállítás A villamosenergia rendszer technológiai hálózata Vízügyi hálózat
Közlekedési technológiai hálózatok 57
Vasúti technológiai hálózatot áruszállítást
személyszállítás
"Szállításirányítási Rendszer" (SZIR)
Közlekedési technológiai hálózatok 58
Vasúti optikai technológiai hálózat
Közlekedési technológiai hálózatok 59
Vízi-közlekedési technológiai hálózat GPS
(Global Positioning System) INMARSAT (International Maritime Satellite Organisation) 1979 óta
Közlekedési technológiai hálózatok 60
Közúti-közlekedési technológiai hálózat UTINFORM
– elsősorban rádiós Vezetékes és vezeték nélküli megoldások
Közlekedési technológiai hálózatok 61
Légi-közlekedési technológiai hálózat Földi
és a fedélzeti rádiólokáció Vezetékes és vezeték nélküli megoldások
Csővezetéki szállítás 62
Kőolaj, gáz, kőolajtermék csővezetéki szállítás hálózata Különcélú
távközlő hálózat Távközlő kábelek nyomvonala megegyezik a csővezeték nyomvonalával
Csővezetéki szállítás 63
Vízvezetéki szállítás hálózata Optikai
hálózat
Csővezetéki szállítás 64
Szennyvíz csatorna hálózata Optikai
hálózat
A villamosenergia rendszer technológiai hálózata 65
Független kétutas elérhetőség Mikrohullámú gerinchálózat Optikai gerinchálózat
A villamosenergia rendszer technológiai hálózata 66
A Magyar Villamos Művek hálózata
67
Jelátalakítók
Jelátalakítók 68
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 69
Akusztikai jelátalakítók: Mikrofonok Hangszórók
Vizuális jelátalakítók: Kamerák, képfelvevő csövek, CCD-k Képcsövek, LCD-k, Plazma megjelenítők
Mikrofonok 70
Hangfrekvenciás tartományban a levegő nyomásváltozását érzékelő eszköz Hanghullámokat elektromos jellé alakítja Típusai (legfontosabb):
Szénmikrofon Dinamikus
mikrofon Kondenzátor mikrofon Elektrét mikrofon Piezoelektromos
Szénmikrofon 71
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 Szigetelt membrán
Szén
Gerjesztő hangnyomás Fém kosár Fém membrán
Dinamikus mikrofon 72
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 73
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 74
Előfeszítő generátor R
„A” felület
Hangnyomás d
A Kapacitás : C d
Piezoelektromos mikrofon 75
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 76
Elektromos jeleket hangnyomássá konvertáló eszközök. Legfontosabb típusai: Dinamikus
hangszóró Piezo v. kristályhangszóró Kondenzátor hangszóró
Dinamikus hangszóró 77
Tartó kosár
Lengő tekercs
Állandó mágnes
Dinamikus mikrofon „inverz” működése
78
Piezoelektromos hangszóró 79
Elektrosztrikció jelenségét használja ki, miszerint: bizonyos kristályok alakja megváltozik, ha bizonyos pontjaira elektromos feszültséget vezetünk.
Kondenzátor hangszóró 80
A mozgó fegyverzet fémréteggel bevont vékony dielektrikum (általában műanyag), míg az álló fegyverzet egy perforált lemez.
Dielektrikum
Perforált lemez
Fémréteg
Forrás 81
HTE: TÁVKÖZLŐ HÁLÓZATOK ÉS INFORMATIKAI SZOLGÁLTATÁSOK Takács György: A távközlési hálózattervezés sajátosságai BME VIK: Infokommunikációs rendszerek és alkalmazásuk jegyzetek Csányi Kinga: A TV működése Putz József: 3DTV megvalósítása Gonda Attila: Számítógépes képmegjelenítők
