BME Műszaki menedzser mesterszak Információmenedzsment szakirány
INFOKOMMUNIKÁCIÓS RENDSZEREK ÉS ALKALMAZÁSOK Vezetékes és vezetéknélküli szélessávú kommunikáció Dr. Abos Imre egyetemi docens BME Távközlési és Médiainformatikai Tanszék Budapest, 2013
A HOZZÁFÉRÉSI TECHNOLÓGIÁK FEJLŐDÉSE
OECD: 1,5-2 Mbps-tól
ITU-T
256 kbps alatt keskenysáv
IKRA - Szélessávú kommunikáció
256 kbps-tól szélessáv 2
Dr. Abos Imre
ALKALMAZÁSOK SÁVSZÉLESSÉG-IGÉNYE Alkalmazás Internet
Videokonferencia
Távgyógyászat
Távoktatás
TV, VoD
Letöltés
Feltöltés
Internet hozzáférés
384 kbps – 2 Mbps
128 kbps – 384 kbps
Web tárolás (szimm.)
384 kbps – 2 Mbps
384 kbps – 2 Mbps
Videokonferencia (szimm.)
384 kbps – 2 Mbps
384 kbps – 2 Mbps
Video on Demand (VoD)
2 Mbps – 6 Mbps
64 kbps – 128 kbps
Normál felbontású TV
2 Mbps – 4 Mbps
64 kbps – 128 kbps
6 Mbps
384 kbps – 2 Mbps
Távoktatás (szimm.)
384 kbps – 2 Mbps
384 kbps – 2 Mbps
Többszörös DTV
4 Mbps – 12 Mbps
64 kbps – 640 kbps
Többszörös VoD
4 Mbps – 12 Mbps
64 kbps – 640 kbps
6 Mbps
128 kbps
Távgyógyászat
Nagyfelbontású TV (HDTV)
Source: IEC IKRA - Szélessávú kommunikáció
3
Dr. Abos Imre
SZOLGÁLTATÁSI KÖVETELMÉNYEK • Átviteli követelmények Sávszél.
Hibaarány
alacsony
közepes
alacsony alacsony
Adat
magas
alacsony
nem fontos
Video
magas
alacsony
alacsony alacsony
Beszéd
Késlelt. Ingadozás
• Valósidejű beszédátvitelnél a nagy késleltetés, ill. a késleltetés-ingadozás okoz(hat) problémát • Beszédátvitel csomagkapcsolt hálózatokon: • VoIP, VoATM, VoFR, VoCable • A beszédcsomagok (cellák, keretek) magasabb prioritása biztosítja az alacsony késleltetést és késleltetés-ingadozást IKRA - Szélessávú kommunikáció
4
Dr. Abos Imre
DIGITÁLIS ELŐFIZETŐI VONAL Digital Subscriber Line - xDSL • Az xDSL technológiák hasznosítják a rézvezeték „rejtett”, kihasználatlan spektrum-kapacitását • A szélessávú szolgáltatások szinte hihetetlen fejlődését indították el
IKRA - Szélessávú kommunikáció
5
Dr. Abos Imre
A DIGITÁLIS ELŐFIZETŐI VONAL TÍPUSAI Downstream Letöltés
Upstream Feltöltés
Reach Hatótávolság
PSTN/ ISDN
ADSL
8 Mbit/s
1 Mbit/s
5 km
Yes
SHDSL
2.3 Mbit/s
2.3 Mbit/s
5 km
Yes
ADSL2
8-12 Mbit/s
1 Mbit/s (+256 kbit/s)
5 km
Yes/No
ADSL2+
16-24 Mbit/s
1 Mbit/s (+256 kbit/s)
5 km
Yes/No
VDSL
52 Mbit/s
16 Mbit/s
1.2 km
Yes
VDSL2
26 Mbit/s
8 Mbit/s
1.2 km
Yes
• Az ADSL2 és ADSL2+ az ADSL továbbfejlesztett változata • PSTN/ISDN nélkül az ADSL2 és ADSL2+ feltöltési sebessége megnő 256 kbit/smal IKRA - Szélessávú kommunikáció
6
Dr. Abos Imre
DSL HATÓTÁVOLSÁG A DSL technológiák sávszélessége a távolság függvényében
IKRA - Szélessávú kommunikáció
7
Dr. Abos Imre
A DSL HÁLÓZATOK FELÉPÍTÉSE Szolgáltatás létesítés/ fenntartás
Elem/ hálózat menedzsment
Ügyfélmenedzsment AAA szerver
Nyilván- Könyvelés, számlázás tartás
RADIUS
DSL modem ATM DSLAM kapcsoló Splitter
Jelszétválasztó áramkör
IKRA - Szélessávú kommunikáció
Helyi hálózat
B-RAS
ATM hálózat
DSL Access Multiplexer
8
IP gerinchálózat
Broadband Remote Access Server
Dr. Abos Imre
OPTIKAI HOZZÁFÉRÉSI LEHETŐSÉGEK Fiber To The … (FTTx)
Home (Otthon) Building (Épület) Curb (Akna) Cabinet (Szekrény)
OLT - Optical Line Termination (optikai vonalvégződés) ONU - Optical Network Unit (optikai hálózati végződés) IKRA - Szélessávú kommunikáció
9
Dr. Abos Imre
AKTÍV OPTIKAI HÁLÓZAT
• Az aktív optikai elosztó hálózatok aktív, távtáplált eszközt tartalmaznak az OLT és az ONT között. • Az aktív eszköz csak annak a felhasználónak továbbítja a tartalmat, aki a címzett. • Szimmetrikus, mindkét irányban 100 Mbit/s sebesség IKRA - Szélessávú kommunikáció
10
Dr. Abos Imre
PASSZÍV OPTIKAI HÁLÓZATOK (PON)
• PON – Passive Optical Network (passzív optikai hálózat) • Nincsenek aktív eszközök (erősítők, processzorok, memóriák, egyéb készülékek) • Az optikai berendezésekre csak a forgalom osztása végett van szükség IKRA - Szélessávú kommunikáció
11
Dr. Abos Imre
PASSZÍV OPTIKAI HÁLÓZATOK (PON) GPON (Gigabit PON) • A GPON lehetővé teszi a szolgáltatások (pl. adat, hang) megkülönböztetését. • A GPON támogatja az Ethernet és ATM alapú átvitelt. • A letöltési sebesség max. 2,5 Gbit/s, a feltöltési sebesség max. 1,25 Gbit/s, amely szétoszlik max. 64 végpont között. • NG-GPON: Az össz letöltési sebesség max. 10 Gbit/s, a feltöltési sebesség max. 2,5 Gbit/s, szétosztás legalább 128 végpont között.
IKRA - Szélessávú kommunikáció
12
Dr. Abos Imre
GPON (Gigabit PON) MEGVALÓSÍTÁSA
IKRA - Szélessávú kommunikáció
13
Dr. Abos Imre
HFC KÁBELTELEVÍZIÓS HÁLÓZATOK HFC – Hybrid Fiber Coax Network (Hibrid optikai-koaxiális hálózat)
IKRA - Szélessávú kommunikáció
14
Dr. Abos Imre
INTERNET KTV HÁLÓZATOKON Internetezés, telefonálás kábelmodemen keresztül
Internet • 10-100 Mbps, a használattól függően változik a sávszélesség • Osztott sávszélesség (mint a LAN-hálózatokban) IKRA - Szélessávú kommunikáció
15
Dr. Abos Imre
ADATÁTVITEL KTV HÁLÓZATOKON DOCSIS (Data Over Cable Systems Interface Spec.) A Cable Lab által kifejlesztett és az ITU-T által elfogadott szabványcsalád • • • •
Euro-DOCSIS 1.0: ITU-T J.112 Annex B ajánlás, 1998 Euro-DOCSIS 1.1: ITU-T J.112 Annex B ajánlás, 2001 Euro-DOCSIS 2.0: ITU-T J.122 Annex B ajánlás, 2004 Euro-DOCSIS 3.0: ITU-T J.222 Annex B ajánlás, 2007
• CM (Cable Modem) kábelmodem • CMTS (CM Termination System) kábelmodem végződtető rendszer • CPE (Customer Premises Equipment) felhasználói végberendezés IKRA - Szélessávú kommunikáció
16
Dr. Abos Imre
ADATÁTVITEL KTV HÁLÓZATOKON DOCSIS (Data Over Cable Systems Interface Spec.) • Euro-DOCSIS 1.1 jó szolgáltatásminőség (QoS) • Euro-DOCSIS 2.0 visszirányú csatorna kapacitása nőtt, jobb spektrumkihasználás, zavarvédelem • Euro-DOCSIS 3.0 több csatorna összefogása, nagy sávszélesség
Euro-DOCSIS Verzió
Letöltési sebesség
Feltöltési sebesség
1.x
55,62 Mbit/s
10,24 Mbit/s
2.0
55,62 Mbit/s
30,72 Mbit/s
3.0 3 csatorna
222,48 Mbit/s
122,88 Mbit/s
3.0 6 csatorna
444,96 Mbit/s
122,88 Mbit/s
IKRA - Szélessávú kommunikáció
17
Dr. Abos Imre
MOBIL RÁDIÓTELEFON-HÁLÓZATOK 100 Mbps
50 Mbps
Sávszélesség
Mobil adatkommunikáció • • • • • • •
GSM - Global System for Mobile communication LTE (fix) GPRS - General Packet Radio Services 100 Mbps EDGE - Enhanced Data (rate for the) GSM Evolution UMTS - Universal Mobile Telecommunications System HSDPA - High Speed Downlink Packet Access LTE (m.) HSPA+ - High Speed Packet Access Plus 50 Mbps LTE - Long Term Evolution HSPA+ 28 Mbps
20 Mbps
HSDPA 14,4 Mbps 2 Mbps
UMTS 2 Mbps
EDGE
384 kbps
GPRS GSM 56 kbps 14,4 kbps 14,4 kbps
384 kbps
114 kbps
2G A vezetéknélküli rendszerek fejlődése
2,5G
3G 18
3,5G
3,9G Technológia Dr. Abos Imre
VEZETÉKNÉLKÜLI HOZZÁFÉRÉS A vezetéknélküli hozzáférések típusai
Pont-pont összeköttetés IKRA - Szélessávú kommunikáció
Pont-multipont Multipont-multipont összeköttetés összeköttetés 19
Dr. Abos Imre
VEZETÉKNÉLKÜLI HOZZÁFÉRÉS Wi-Fi (Wireless Fidelity, IEEE 802.11b szabvány) • Frekvencia: 2,4 GHz, max. sebesség 11 Mbit/s, hatótávolság kb. 100 m • „Hot-spot”-ok - szállodák, éttermek, konferenciatermek, repülőtér • Laptopok, PDA-k kapcsolódása az Internethez (beltéri megoldás)
Wi-Fi továbbfejlesztés (IEEE 802.11n szabvány) • Max. felhasználói sebesség 54 Mbit/s, összsebesség 600 Mbit/s • HD TV, beszéd és adatkommunikáció egyidejűleg lehetséges • Együttműködés a korábbi eszközökkel
WiMAX (IEEE 802.16a szabvány) • Frekvencia: 2-11 GHz (pl. 3,5, 5,4, 5,8 GHz), max. sebesség 70 Mbit/s, hatótávolság: 32-56 km • Alkalmas mikrohullámú gerinchálózat kiépítésére • Lehetővé teszi városrészek, települések szélessávú ellátását • Kombinálható a Wi-Fi-vel (épületig WiMAX, épületben Wi-Fi) IKRA - Szélessávú kommunikáció
20
Dr. Abos Imre
VEZETÉKNÉLKÜLI HOZZÁFÉRÉS A WiFi technológia térhódítása A laptop-ba, PDAba beépített WiFi adapteren keresztül ingyen vagy térítés ellenében a hotspot-ok közelében szélessávon rákapcsolódhatunk az Internetre.
IKRA - Szélessávú kommunikáció
21
Dr. Abos Imre
A WiMAX TECHNOLÓGIA FEJLŐDÉSE 2005: Fix szélessávú vezetéknélküli elérés
WiMAX alapú gerinchálózat
IKRA - Szélessávú kommunikáció
22
Dr. Abos Imre
A WiMAX TECHNOLÓGIA FEJLŐDÉSE 2005: Fix szélessávú vezetéknélküli elérés
WiMAX külső antennával
WiMAX beltéri egységgel
IKRA - Szélessávú kommunikáció
23
Dr. Abos Imre
A WiMAX TECHNOLÓGIA FEJLŐDÉSE 2006: Hordozható vezetéknélküli elérés
IKRA - Szélessávú kommunikáció
24
Dr. Abos Imre
A WiMAX TECHNOLÓGIA FEJLŐDÉSE 2007-2008: Mobil szélessávú vezetéknélküli hál.
IKRA - Szélessávú kommunikáció
25
Dr. Abos Imre
MŰHOLDAS TÁVKÖZLÉS • Műholdas távközlési rendszerek: LEO (Low Earth Orbit, alacsony Föld körüli pálya 500-1,500 km), MEO (Medium Earth Orbit, közepes Föld körüli pálya) 5-12,000 km), GEO (Geostationary Earth Orbit, geostacionárius Föld körüli pálya) 35,700 km. • Műsor- és adatszolgáltatásra legjobban a geostacionárius rendszerek terjedtek el. • Műholdas szervezetek: INTERSPUTNIK, INTELSAT, EUTELSAT, INMARSAT, ORION, PANAMSAT ...
IKRA - Szélessávú kommunikáció
26
Dr. Abos Imre
MŰHOLDAS TÁVKÖZLÉS Geostacionárius Föld körüli pálya (GEO) • Három, az egyenlítő felett elhelyezkedő műholddal elvileg a teljes Föld lefedhető • Ez a legáltalánosabban elterjedt megoldás
IKRA - Szélessávú kommunikáció
27
Dr. Abos Imre
MŰHOLDAS TÁVKÖZLÉS Műholdas földi állomás
IKRA - Szélessávú kommunikáció
28
Dr. Abos Imre
MŰHOLDAS TÁVKÖZLÉS Műholdas adatkommunikáció (egyirányú) Műhold
Műholdvevők Műholdvevők Adóállomás IKRA - Szélessávú kommunikáció
29
Dr. Abos Imre
MŰHOLDAS TÁVKÖZLÉS Műholdas adatkommunikáció (kétirányú) VSAT – Very Small Aperture Terminal Kommunikáció a földi állomáson keresztül
Műhold
Terminál
Földi állomás
Terminál Terminál
IKRA - Szélessávú kommunikáció
30
Dr. Abos Imre
Köszönöm a figyelmet!
IKRA - Szélessávú kommunikáció
31
Dr. Abos Imre
