TÁVKÖZLŐ HÁLÓZATOK TERVEZÉSE

TÁVKÖZLŐ HÁLÓZATOK TERVEZÉSE Jegyzetek a megjelölt gondolatkörökhöz:

1. A hálózattervezést érintő hazai jogszabályok rendszere

(2.o.)

2. Gazdasági alapfogalmak a hálózattervezésben

(6.o.)

3. STEM Strategic Telecoms Evaluation Model

(9.o.)

4. IP hálózat forgalmi tervezése

(12.o.)

5. Hálózatok tervezése megbízhatósági szempontok figyelembevételével (14.o.) 6. Sélessávú adatátvitel rádiós hozzáférési eszközökkel

(17.o.)

7. Az Információs Technológiai Kar épületének hálózata és tervezési kérdései 7. Magánhálózatok, épületen belüli hálózatok tervezése

(23.o.)

8. Kábeltelevíziós hálózatok tervezése

(25.o.)

9. Rézvezetős hozzáférési hálózatok

(30.o.)

10. Fényvezetős hozzáférési hálózatok

(34.o.)

11. GSM cellák tervezése

(38.o.)

12. Műsorszóró hálózatok

(43.o.)

Készítették: 2009. januárjában: Antal Péter (3.) Gál Árpád László (1., 5., 8., 12.) Gellért Mátyás (2., 6., 9.) Görgicze Andor (7.) Oltványi Gábor József (4., 10., 11.)

1

1. A hálózattervezést érintő hazai jogszabályok rendszere Engedélyezési terv elemei 1. 2. 3. 4.

Tervjegyzék Tervezői nyilatkozat Rendszerterv Műszaki leírás

5. 6. 7. 8.

Általános tervek Számítások Üzemeltetési jellemzők Munkavédelmi terv

A tervek részét képező tervezői nyilatkozatok mire vonatkoznak? • A tervező milyen jogszabályokat, szabványokat, egyéb előírásokat vett figyelembe a tervezés során • Ezek betartására személyes garanciát vállal!

Az alapvető jogi dokumentumok • • • •

2003. évi C. törvény az elektronikus hírközlésről 1997. évi LXXVIII. törvény az épített környezet alakításáról és védelméről 2007. évi LXXIV. törvény a műsorterjesztés és a digitális átállás szabályairól Kormányrendeletek, miniszteri rendeletek, kamarai szabályzatok, önkormányzati rendeletek

2003. évi C. törvény az elektronikus hírközlésről A törvény hatálya kiterjed •

elektronikus hírközlési tevékenységre, azzal összefüggő tevékenységet végző vagy szolgáltatást nyújtó természetes, illetőleg jogi személyre

A törvény céljai és alapelvei: • • • •

• • • • •

elektronikus hírközlési infrastruktúrájának fejlesztését új technológiák elterjedését elősegítő versenyt segítő fogyasztók érdekeinek védelme • hozzájuthassanak valamennyi, az elektronikus hírközlési eszközön elérhető információhoz, illetőleg tartalomszolgáltató szolgáltatásához • az elektronikus hírközlő hálózatok, elektronikus hírközlési szolgáltatók (a továbbiakban: szolgáltatók), illetve szolgáltatások között szabadon választhassanak, és dönthessenek, hogy mely hálózatot, szolgáltatót, illetve szolgáltatást kívánják igénybe venni • kapcsolatot létesíthessenek, függetlenül attól, hogy azon fogyasztók ugyanazon vagy más szolgáltatóval állnak szerződéses kapcsolatban hálózatok egységének és biztonságának fenntartása rádiófrekvenciákkal és azonosítókkal való hatékony gazdálkodás transz-európai hálózatok létrehozására szolgáltatások együttműködési képességének ösztönzésére

3. § • •

kötelesek együttműködni elektronikus hírközlő hálózatok egységesen működő rendszert alkothassanak 2

A hálózatok egységesen működő rendszere • Egységes interfészek • Egységes jelzésrendszerek (pl. No7.) • Egységes számozás, címzés • Egységes hálózatfelügyelet és irányítás • Interworking – a bitek a kívánt csomópontra, végpontra helyesen megérkeznek • Interoperability – szolgáltatás vagy alkalmazás szintű együttműködési képesség

A Nemzeti Hírközlési Hatóság Eljár az elektronikus hírközlési szolgáltatások bejelentésével, a polgári célú frekvenciagazdálkodással, az azonosítógazdálkodással, a jogszabályban előírt nyilvántartások vezetésével, a zavarelhárítással, a piacfelügyelettel, az ingatlanhasználattal, az elektronikus hírközlési építmények engedélyezésével, az építésfelügyelettel kapcsolatos hatósági ügyekben

Az elektronikus hírközlési építmények építési munkáinak engedélyezése Az elektronikus hírközlési építmények létesítéséhez, használatbavételéhez, fennmaradásához, átalakításához, megszüntetéséhez - ha jogszabály másként nem rendelkezik - hatósági engedély szükséges. Az engedélyt - az antennák, antennatartó szerkezetek és az azokhoz tartozó műtárgyak kivételével - a hatóság adja ki.

AZ ELEKTRONIKUS HÍRKÖZLÉSI TEVÉKENYSÉG VÉGZÉSÉNEK ÁLTALÁNOS SZABÁLYAI •

• •

együttműködéssel összefüggésben kötelesek: • elektronikus hírközlő hálózatokat egymás között olyan egyeztetett műszaki feltételrendszerben működtetni • hírközlési építmények közös használatát • minősített időszakban külön jogszabályban meghatározott módon együttműködni más szolgáltatókkal kötelesek a hálózatok összekapcsolásáról jóhiszemű tárgyalásokat folytatni tudomásukra jutott üzleti titkot kizárólag ezzel összefüggésben használhatják fel

A hálózati szerződések köre, közös szabályai meghatározott feltételekkel köthetnek hálózati szerződést • írásba kell foglalni, azokban a feleknek rendelkezniük kell….:

Közös eszközhasználat • •

Az elektronikus hírközlési építmény tulajdon-, illetve használati jogával rendelkező szolgáltatót közös eszközhasználat biztosítására - beleértve az ehhez szükséges fizikai helymegosztást is szerződéskötési kötelezettség terheli Nem terheli szerződéskötési kötelezettség, ha …

Együttműködés titkos információgyűjtés, titkos adatszerzés érdekében, illetőleg minősített időszakban és honvédelmi érdekből • • • • •

köteles együttműködni a titkos információgyűjtésre, illetve titkos adatszerzésre külön törvényben felhatalmazott szervezetekkel. köteles biztosítani az elektronikus hírközlési hálózatban továbbított küldemények, közlések, továbbá a szolgáltató által kezelt adatok titkos információgyűjtéssel, illetve titkos adatszerzéssel történő megismeréséhez szükséges eszközök és módszerek alkalmazási feltételeit köteles biztosítani a bevezetett szolgáltatással kapcsolatban a titkos információgyűjtés, illetve a titkos adatszerzés eszközeit a kilépési pontig alapkiépítésű monitoring alrendszert létesíteni térítésmentesen 3

Ingatlanhasználat, közös építményhasználat • • • • • • • •

A település tervezésénél biztosítani kell az elektronikus hírközlési építmények elhelyezésének lehetőségét elektronikus hírközlési építményt elsősorban közterületen önkormányzat tulajdonában lévő közterületen a környezet eredeti állapotának helyreállítására köteles hozzájárulása hiánya esetében - közérdekből - korlátozhatja az ingatlan használatában annak érdekében, hogy az építmény építtetője az ingatlanon, épületen, létesítményen, az alatt vagy felett, illetőleg abban elektronikus hírközlési építményt létesíthessen kártalanítás illeti meg szolgalmi vagy más használati jogot alapíthat Az elektronikus hírközlési építmény építtetője jogosult a folyóvíz, csatorna, természetes tavak és azok medrének, valamint az ország területe feletti légtérnek elektronikus hírközlési célú igénybevételére.

A közös eszközhasználat és helymegosztás különös szabályai • • • • • • •

kötelezett jelentős piaci erővel rendelkező szolgáltató információkat helymegosztási lehetőségekre vonatkozó adatokat belépés és az ott tartózkodás rendjét; telepítésére, karbantartására, hibajavítására való jogosultság szabályait tápellátást hálózatához való csatlakozási lehetőséget

Értelmező rendelkezések • • • • •

Elektronikus hírközlési építmény Elektronikus hírközlési tevékenység Elektronikus hírközlő berendezés Elektronikus hírközlő eszköz Elektronikus hírközlő hálózat

Építési törvény 1997. évi LXXVIII. törvény az épített környezet alakításáról és védelméről • • •

•

•

A törvény hatálya kiterjed az épített környezet alakítása és védelme körébe tartozóan Fogalom meghatározás Az építészeti-műszaki tervezés o építmény, építményrész, épületegyüttes megépítéséhez, átalakításához, bővítéséhez, felújításához, helyreállításához, korszerűsítéséhez, lebontásához, elmozdításához, illetve használatbavételéhez o az építésügyi hatóság engedélye szükséges. o engedély feltételekhez köthető o Az építésügyi hatósági engedélyezéskor az érdemi határozatot a kérelem előterjesztésétől számított 60 napon belül meg kell hozni. Az építésügyi hatósági engedélyezési eljárásban a külön jogszabályban meghatározott szakhatóságok és más szervek, valamint névjegyzékbe vett műszaki szakértők működnek közre. Az építés o terveknek és egyéb okiratoknak, valamint jogszabályban meghatározott esetekben az ezek alapján készített műszaki megvalósítási terveknek megfelelően szabad végezni. o újabb előzetes engedélyével szabad eltérni, Az építmény használatbavétele o használatbavételi engedélyt is kell kérnie o engedély hiányában az építményt nem szabad használni. 4

157/1997. (IX. 26.) Korm. rendelet az építészeti-műszaki tervezési jogosultság általános szabályairól • • • • • • • • • • • •

építészeti-műszaki tervezés: tervdokumentáció elkészítése Önálló építészeti-műszaki tervezési tevékenységet az a magyar állampolgárságú természetes személy folytathat, aki tagja a Magyar Mérnöki Kamarának szakmai feltételeknek megfelel hivatalos névjegyzékébe (a továbbiakban: tervezői névjegyzék) bejegyzett Az építészeti-műszaki tervezési jogosultság általános szakmai feltételei: szakirányú egyetemi végzettség és ezt követően szerzett legalább kétéves szakirányú szakmai gyakorlat A szakmai kamarai tagságra megfelelő időtartamú tervezési gyakorlat hiánya miatt még nem jogosult műszaki felsőfokú végzettségű személy csak a tervező munkatársaként, annak felelősségi körén belül folytathat építészeti-műszaki tervezési tevékenységet, és szerezhet tervezési szakmai gyakorlatot. ) Szakmai gyakorlati időként a szakirányú felsőfokú végzettség megszerzését követően folytatott, az adott tervezési szakterületnek megfelelő a) építészeti-műszaki tervezési, b) felsőoktatási intézményben oktatói, valamint c) külön jogszabályban meghatározott szakirányú szakmai tevékenységet lehet figyelembe venni TÁVKÖZLÉSI „A” KATEGÓRIÁS TERVEZŐK Távközlési építmények – műtárgyak – vezető tervezői (T1-1) KORLÁTOZÁS NÉLKÜLI TERVEZŐI TEVÉKENYSÉG KHVM rendelet alapján szerzett hírközlési építménytervezési jogosultságok

5

2. Gazdasági alapfogalmak a hálózattervezésben • •

Csak szolgáltatást lehet eladni Az elektronikus kommunikáció ma ugyanolyan üzletág, mint bármi más – annak ellenére, hogy az infrastruktúra jellegei megmaradnak. Pénzbefektetés

Elektronikus kommunikációs szolgáltatás

Nyereség

1. Az Üzleti Terv – Business Plan • •

A vállalkozás pénzügyi mutatóinak elemzése, számítások, melyek alapján a menedzserek a beruházás egészére vonatkozó döntéseket meghozzák. Az üzleti tervezés eredményeit összesíti: • Célkitűzések • Várható bevétel összesen és szolgáltatásosztályonként • Tervezett kiadások (beruházások és műveletek) összesen és szolgáltatásosztályonként • Könyvelési tételek és a jövedelmezőséget meghatározó pénzügyi mutatók

6

2. Gazdasági modellezés •

Hálózati berendezkedés/megoldások értékeléséhez • Tarifák, eszközök költségei típusonként, eszközök életciklusa

•

Alapfogalmak: •

Vagyon (assets) • Vállalkozás által birtokolt erőforrások • Állóeszközök – fixed assets (ingatlan, földalatti kábelcsatorna, stb.) • Forgóeszközök – current assets (leltári készlet, kintlévőségek, stb.) • Pénzeszközök – liquid assets (készpénz, bankszámla, stb.)

•

Kapacitás • egy adott GoS melletti forgalomlebonyolító képesség • Maximális ~ : túlterhelés-védelem nélkül elérhető felső határ • Névleges ~ : a túlterhelés valószínűségét és a statisztikai becslések szórását figyelembe vevő érték, mely túlterhelés-védelem mellett hosszú távon biztosítható

•

CAPEX (Capital Expenditures) • Fizikai vagyon előteremtésére ill. fejlesztésére irányuló költségek (nyomtató) • A tőke részévé válnak

•

OPEX (Operating Expenditures) • A vállalkozás működtetési költségei (tintapatron)

•

Pénzáram/pénzfolyam/fizetőképesség (cash flow) • (Pénzbeli) Bevételek és kiadások egy adott időszakban • Megfeleltethető a belsőleg, a tevékenység által termelt tőkének • Nettó cash-flow: nettó elosztott profit + elértéktelenedés költségei • Diszkontált (Discounted) cash-flow: befektetés-becslési módszer/mutató, mely a későbbi cashflow értékek diszkontálásával (ld. jelenérték) azok jelenértékét és a teljes vállalkozás jövedelmezőségét is figyelembe veszi

•

Churn • A szolgáltató különböző célokkal (versenytárshoz történő átigazolás, migráció más szolgáltatóval, piac elhagyása) történő elhagyásának éves rátája

•

Értékcsökkenés/elértéktelenedés (depreciation) • Vagyontárgy értékének használat, korosodás vagy elavulás okán történi időbeni csökkenése • A tényleges tőkekiáramlásnak nem része

•

Leszámítolási tényező (discount factor) • A nettó jelenérték számolásánál használt leszámítolási kamatláb, melynél szigorúan odafigyelnek a várható inflációra, a kamatlábakra és a kockázati tényezőkre is EBITDA (Annual Earnings Before Interest, Tax, Depreciation) • Éves bevétel a kamatok, adók és az elértéktelenedési költségek nélkül • Legalapvetőbb, igen fontos mutató

•

•

EVA (Economical Value Added) • Adókkal számolt nettó működtetési költség minusz az annak előállításához szükséges tőke

•

Jövőérték (Future Value - FV) • Jelenlegi érték jövőbeni értéke • Ha folyamatos a kamatjóváírás • A jelenlegi érték és egy adott időintervallumra vett kamatos kamat alapján számítható 7

FV = PV * (1 + k)n • PV: jelenérték (present value) • k: kamatláb • n: hónapok száma Ha a futamidő végén írják jóvá a kamatokat • Egyszerű kamatszámolás • FV = PV*(1+n*k) •

•

•

Jelenérték (present value) • Jövőbeni érték jelenlegi pénzértéke • Megadja, hogy mennyi pénz befektetése szükséges adott kamatláb mellett egy bizonyos jövőbeni érték eléréséhez • PV = FV / (1 + k)n • Kiszámítása a diszkontálás

•

Belső megtérülési ráta – IRR (Internal Rate Of Return) • Az a (leszámítolási) kamatláb, mely mellett a befektetési kiadások jelenértéke a bevételek jelenértékével azonos • Gyakorlatilag az a legmagasabb kamatláb, mely mellett egy (teljesen hitelből) befektetés megtérül • IRR kamatlábbal felvett hitel esetén t időre vizsgálva a befektetést nulla a nettó jelenérték • NPV = 0 = [CF/(1 + IRR)t] – tőkeszükséglet jelenértéke • CF: cash inflow, a (pénzbeli) bevételek • Minnél magasabb, annál jobb (mert magas kamatú hitelt könnyebben kap a befektető)

•

Életciklus költség (life cycle costing) • Egy vagyontárgy teljes élettartama alatt felemésztett mindennemű költségek összege

•

Nettó jelenérték – NPV (Net Present Value) • Globális tőkebeosztást segítő mutató • Diszkontált pénzbeli bevételek és a kezdeti befektetés különbsége • NPV = [CF/(1 + k)t] – tőkeszükséglet jelenértéke • pozitív NPV esetén nyereséges a befektetés és minél nagyobb annál jobb

•

Bevételek (Revenues) • A nyers nettó bevételek összege • Nincsenek benne a különböző kiegyenlítések és ügyfélkedvezmények

•

Residual Value (kb. megmaradó érték) • A befektetés értéke becsült vagy pénzügyi életének végén • Önmagában egy jövőbeni pozitív cash-flow  diszkontálandó

•

Profit • Adott időre vett nettó bevétel • Saját tőkét növeli, viszont nem szükségszerűen jelent pénzbeli növekedést • Lehet vagyonnövekedés (ajándék switch) • Lehet tehercsökkenés (elévülő tartozás) • A vizsgálat céljától függően lehet a tiszta profit, vagy annak és a pénzügyi költségek különbsége

•

Return on Capital Employed – ROCE • Nettó bevétel / (állóeszközök + „dolgozó‖ tőke) • „dolgozó‖ (???) tőke (working capital): aktuális vagyon mínusz aktuális terhek • A jövedelmezőség mérője a tulajdonosok szempontjából

8

3. STEM (Strategic Telecom Evaluation Model) A rendszer segítségével versenyképes ADSL szolgáltatást hozhatunk létre az üzleti és lakossági szférában. Megmondja nekünk, hogy mi az optimális helyi alközpont szám, amit ki kell szolgálni, és hogy mi a gazdasági hatása, ha analóg hangszolgáltatást is nyújtunk a szélessávú internet mellé. Vagyis ebben a modellben internetet és akár analóg hangszolgáltatást is nyújthatunk egy ADSL vonalon keresztül.

A fentebb látható modell, az inkumbens külön álló helyi hurkát, co-location berendezését mutatja a helyi exchang épületen alapulva. A STEM nézetek sorozatával rendelkezik, amik leírják az igény és bevétel vezette megcélozható piacot, a helyi alközpontok felmerülő költségeit, a gerinchálózat költségeit és más üzleti költségeket. 1. Market, Service & CPE (Megcélozható piac) A Market, Service & CPE nézet megmutatja, hogy a hálózat miként ad ADSL szolgáltatást a két piaci szegmensnek, az üzleti és a lakossági szegmensnek. A különböző forgatókönyvekben (scenarios) az opcionálisan kínált POTS (telefonszolgáltatás)-al a szolgáltatás kínálva lesz a szegmensekben. Feltételezve, hogy kínáltunk POTS szolgáltatást, minden ügyfél megkapja ezen csomagot az adatszolgáltatása mellé. Az ügyfél alapú adatszolgáltatást az üzleti és lakossági piacra a megcímezhető piac számítások definiálják, amik a kiszolgált alközpontok számától függenek. Feltéve, hogy az operátor a legnagyobb megcímezhető piacot fogja először választani lefedésre, ennek eredménye lesz, hogy a marginális visszatérés csökkenni fog minden egyes új alközpontra. Vagyis először olyan városba telepítünk, ahol a legtöbb embert tudjuk lefedni egy alközponttal. Mivel ADSL-ről beszélünk az emberek 1,8 km kábelhossz távolságra kell legyenek, ez mondjuk egy ilyen sugarú kör rajzolásával megoldható. Itt állíthatjuk be, hogy milyen ütemben történjen az alközpontok telepítése low, medium és high forgatókönyvek esetén.

9

Az Addressable residential / business ADSL sites részben megadhatjuk, hogy az alközpontok mennyi előfizetőt szolgálnak ki, mind az üzleti, mind pedig a lakossági szférában. Az itt megadott alközpont számoknak egyezniük kell az előbb megadott low, medium és high részben megadott alközpontszámokkal. A Residental/Business ADSL résznél meg kell adni, hogy mennyi pénzt fizessen az ügyfél a szolgáltatásért évente, mennyivel növekedjen az ár évente, az év hány napján álljon rendelkezésre a szolgáltatás. Itt találjuk még a Residential/Business POTS-ot is, itt is meg kell adni mennyi a pénzt fizessen az ügyfél a szolgáltatásért, stb. Beállíthatjuk a vonal költségét, attól függően, hogy csak adatot, vagy pedig adatot+telefont nyújtunk. Valamint itt adhatjuk még meg az ADSL modem és a CPE splitter költségeit is.

2. Local Exchange (A helyi alközpontok költségei) Ez a nézet szemlélteti a költségeket, amikor a operátor berakja a berendezéseit az inkumbens alközpontjába, továbbá a berendezések saját költségeit is ez takarja. A fő költség vezető a DSL access modem (DSLAM), ami a tartalmazott polcok számával van paraméterezve. Ezeken a polcokon vonalkártyák helyezhetők el (24 kártya polconként és 8 vonal kártyánként), vagy aluláteresztő szűrő kártyák (24 kártya polconként és 8 vonal kártyánként). A vonal kártyák számát a csatlakoztatott ADSL vonalak száma határozza meg. Tekintettel arra, hogy az aluláteresztő kártyák csak akkor szükségesek amikor az analóg hang szolgáltatást használják, ennél fogva több DSLAM szükséges amikor analóg hang szolgáltatást is kínálunk, így a kapacitás gyorsan megtelik. Kiegészítés képen a co-location charge (díj), a tie-cable charge (kötegkábel díj) és a line charge (vonal díj) -ból tevődik össze az egységköltség minden DSLAM-ra. A vonaldíj dupla, ha analóg hangszolgáltatást is nyújtunk. Itt a már említett LCS (Line Card Shelf) és a LPFS (Low Pass Filter Shelf) tárolókapacitásait állíthatjuk be. Az LPFS csak akkor kell, ha POTS szolgáltatást is nyújtunk. Itt adhatjuk még meg a Tie-Cable, a DSLAM és a Co-Location charge éves költségeit. 3. Backhaul (Gerinchálózat költségei) A gerinchálózat nem elsődleges ebben a modellben ezért elég egyszerű a Backhaul nézet. A hang forgalom az E1 vonalakon megy keresztűl. Egy E1-es vonal 30 hangvonalat tud kiszolgálni, alközpontonként legalább egy E1 a követelmény. A vonalak száma egy Erlang-B számításon keresztül számolódik, amit a teljes beszélgetési percek száma vezet minden szolgáltatásra és a blokkolás valószínűsége 2%. A kapcsolási költség egyedülálló erőforrásként van modellezve. Az adat forgalom az E3 (34 Mbit/s) vonalakon keresztül zajlik. Az adatok routolása, vagyis routerelés egy külön álló erőforrásként van megvalósítva. Legalább egy vonal kell alközpontonként és a busy-hour traffic vezette minden egyes szolgáltatás esetén. Ami aztán kombinálva van, hogy egy busy hour forgalmi eredményt adjon. Ez a kombinált busy-hour szükséges, hogy visszatükrözze a tényt, hogy a busy hour az üzleti szolgáltatás számára, nem ütközik a lakossági busy hour-ral. Ily módon a kombinált busy hour egyenlő a használt lakossági szolgáltatással plusz az üzleti szolgáltatás 10%val. Az alap modell feltéltelezi, hogy a bachaul a névleges lista ár feléért van bérelve. Az E1 mellett az adatszolgáltatáshoz szükségünk van egy E3 elemre is. 10

Itt beállíthatjuk az E3 költségeit mint például egyszeri díj és éves bérleti díj. Ebben a nézetben állíthatjuk be a router költségeit, hogy mennyiért vettük. Ha POTS szolgáltatást is nyújtunk, akkor a PSTN switch port költségeit is meg kell adni, az is egy fix összeg. Itt vannak megadva a nominal list price (névleges listaár), 1/3-os és a 2/3-os nominal list price (névleges listaár) számai. 4. Other business costs(Egyéb üzleti költségek) Ez a nézet továbbá magába foglalja a hálózati hardver költségeit, név szerint a network management (hálózatkezelés), interconnection (összekapcsolás), customer acquisition (ügyfél begyűjtés), customer service (ügyfélszolgálat) és a general administrative overhead (általános adminisztratív többletterhelés). Ezek különböző erőforrás elemeket jelentenek, amik ki lettek választva, hogy rugalmasságot kínáljanak, hogy miként vezessék ezen költségeket. Például a hálózatkezelés per-alközpont alapúként van definiálva, míg az összekapcsolás költségek és az általános adminisztratív többletterhelés a teljes éves bevétel százalékos tagjaként van definiálva. Az Installation (telepítés), ügyfélszolgálat és az ügyfél begyűjtés mind per-kapcsolat alapúként van definiálva. A megfelelő éves költségeket lehet megadni a modellben. 5. Sceanrios (Forgatókönyvek) A modell 3 fajta forgatókönyvet tartalmaz. Amik irányítva vannak az (a) elhelyezett alközpontok számával, (b) hogy analóg hangszolgáltatás nyújtva van-e, és (c) a bachaul fizetendő költségeivel. Választhatunk tehát Data only, vagy Data+POTS között. Megmondhatjuk, hogy low, medium, vagy high módban futtatjuk-e. Valamint, hogy 1/3, 2/3, vagy nominal list price értékkel számolunk-e. A low, medium, high az alközpontok(exchange) számát befolyásolja. Itt egy példa, hogy milyen értékeket adhatunk meg a forgatókönyv segítségével.

Végül miután futattuk a modellt a File Run menüpontjával, vizsgálhatjuk a különböző nézetek különböző grafikonjain, hogy miként működik a vállalkozásunk. Több forgatókönyvet is kiválaszthatunk egyszerre és ezek közösen jelennek meg a kirajzolt eredmények között. A Graphics Draw, vagy Graphics Draw new menüpontjával tudunk grafikonokat rajzolni, a Draw new, akkor is használható, ha már van az adott címkével kirajzolt grafikon, míg a Draw, csak akkor rajzolja ki, ha még nincs ilyen címkéjű. A Draw new, bővebb beállításokra ad lehetőséget a grafikon kirajzolásához. Ezek később módosíthatóak az adott grafikont kiválasztva és jobb egér gomb megnyomása után a Format Graph menüpontot választva. A ViewFix as menüponttal tudjuk rögzíteni az adott kirajzolt grafikonokat.

11

4. IP hálózat forgalmi tervezése http://digitus.itk.ppke.hu/~takacsgy/tkhtea508.ppt alapján

ajánlott olvasmány: http://digitus.itk.ppke.hu/~takacsgy/PKICIKK.doc

Milyen igény hozta létre az IP-hálózatokat? - régen: katonai célok: ha lebombázzák az egyik adatközpontot, a másik túlélje. o elsődleges szempont: hogy működjön, megbízhatóan. o best effort szolgáltatás elve: együttműködő hálózatok csak a tőlük telhető, de garanciák nélküli szolgáltatást garantálják  pl. megbízható adatátvitel  ha elveszik egy csomag, azt a feladónak kell újra küldenie o tehát: a csomagvesztés, csomagkésleltetés, késleltetésingadozás (dzsitter), throughput – nem garantálható! - ma: ezzel szemben a minőségi szempontok az elsődlegesek, az elvárt minőséget kell garantálni! o a szolgáltató a Service Level Agreementben fekteti le, amit ajánl. o az előfizetők értéknövelt szolgáltatásokért akár többet is fizetnek o a szolgáltató a forgalmat ezek alapján osztályozza kiosztja az erőforrásokat, hogy több értékű szolgáltatás is a saját elvárt szintjén egymás mellett futhasson, persze külön tarifákért. o jelen példa: Decembertől a garantált le- és feltöltési sebességet is hirdetni kell  nemcsak a max. le+feltöltéskorlátot, hanem a min.-t is fel kell tüntetni és garantálni kell. Korábbi igényes megoldások: - ATM PVC bérlés (Async Transfer Mode Private Virtual Channel) 52 cellás csomagkapcsolt… - STM-1-STM-64 bérlés (Syncr. Dig. Hierarchia) - így tudták garantálni a minőséget (http-throughput, voip-késleltetés+jitter) Korszerűbbek: - VPN (Virtual Private Network): o egy közös hálózaton belül fut az adat- és a beszédforgalom valós időben, o cégeknek nem saját hálózatuk lesz, hanem ebből egy részt különül el számukra - Internet Traffic Engineering (TE) – forgalomnövekedés (évi 3x-os!)  terhelhető hálózat tervezése! o IP-háló teljesítőképesség-növelése o pl. flowcontrol-lal: ha dugó várható, több csomagot dob vissza, késleltet (+ „küldd újra‖ üzenet) o vagy: erőforrás-alapon: terhelés egyenletes megvalósításával o recovery time: egy hál. összeomlás után mennyi idő alatt állítható helyre o torlódások minimalizálása – torlódás-menedzselési elvek:  csomag szintű eljárások ~ s, ms: rövid válaszidő – osztályozás, stb. (ha belenyúlunk, leül, ha hagyjuk, akkor még átcsordogál, akadozva…)  útvonal menedzselés ~ napok, órák: közepes válaszidő – MultiProtocol Label Switching TE  hálózatfejlesztés ~ hetek, hónapok, évek: hosszú válaszidő – új eszközök üzembe helyezése o tervezés: bizonytalan a jövő forgalmának becslése, de valamennyire kompenzálható rövid/közepes válaszidejű menedzseléssel – proaktívan (megelőző) vagy reaktívan (követő) o TE fázisok (háló. működtetésére):  1. vezérlési szabályok meghatározása  2. a már működő háló működési adatainak összegyűjtése  3. hálózati modell, szimuláció, analízis – a teljesítőképesség kiértékelése  4. optimalizálás – megfelelő megoldások válogatása, tesztelés. o TE megvalósításához: mérőrendszer, modellező (analizáló, szimuláló rendszer/sw, pl. OpNet), optimalizáló rsz., TE vezérlő rsz. QoS szempontok, előírások: - Kétféle igény: dedikált (lefoglalt) sávszélesség / prioritásos adat – másképp kezelendő (pl. erőforráskihasználásban) + eltérő szolgáltatás építhető rájuk eltérő havidíjjal (SLA-ban leírandó) - IETF (Internet Engineering Task Force: az inet feladatait tűzi ki, civil szervezet, RFC-k…) o az IETF két QoS architektúrát szabványosított az IP QoS megvalósítására: IntServ, DiffServ 12

o változó forgalmi osztályokon alapszik a DiffServ, skálázható – ezért ezt használják az IP hálózatokban. o MPLS TE: forgalmat egyenletesebben osztja el, védelmi útvonalakat épít (a helyreállítás gyorsítására) - QoS teljesítésére két lehetőség: o hál. linkjeinek túlméretezése – nem a legjobb megoldás, kevés profit  veszteség, késleltetés csökken, bár szűk keresztmetszetnél a forgalom is nő, így nem garantált o különféle minőségű szolg.-okat biztosító kifinomultabb technikák és árazásuk – intelligensebb, drágább  erőforrás kiosztása, tervezés… IntServ architektúra: - adatküldés előtt a minőségi igényét küldi el a hálózatnak az alkalmazás: RSVP (Resource Reservation) protocol - ha ez megvan, visszajelez/megerősíti a hálózat, lefoglalja előre a csomagutat, és ekkor indulhat el - szolgáltatásokban nem alkalmazzák, csak helyi hálózatokban DiffServ architektúra: - aggregát forgalom folyamatokat kezel  ezt alkalmazzák szolgáltatásokban. - a csomagok fejlécében, a DSCP (DiffServ Code Point) mezőben adják meg forgalmi osztályokat / QoS infót o pl. a piros címke/osztály gyorsabb, biztosabb, de drágább (VoIP), a zöld kevésbé (letöltés)… - a routerek föl vannak készítve (előre tervezhető!) a különböző követelményekre, ezek szerint továbbítanak. - DiffServ funkciók: o Edge router: a hálózat peremén:  osztályozás (IP fejrész)  csomagok megjelelölése (ToS byte: új DSCP)  BA (Behaviour Aggregate) folyamatok, szabályok  ezek alapján ütemeződik: 3 PHB osztály (Per-Hop [2 csp. közti] Behaviour): o BE (Best Effort) – default PHB o EF (Expedited Forwarding): azonnali kiszolgálás o AF (Assured Forwarding): biztos továbbítású (+4 precedencia osztály: AF1..4) [pl. beszéd]  forgalom kondícionálása: mérés, formázás (shaping)  forgalom beengedés-vezérlése, pl. eldobás o Core router: hálózat belsejében:  torlódás megelőzése/kezelése  PHB-k betartása, ütemezés, sorbaállítás: prioritásos (Priority Queueing) – mindig az akt. legnagyobb prioritású szolgálódik ki osztályonként súlyozott (Class-Based Weighted Fair Queueing) – prioritás/osztályonként súlyt kapnak, ennek arányában kapnak sávszélességet. MPLS TE - forgalmat egyenletesebben osztja el a linkeken, védelmi útvonalakat épít (a helyreállítás gyorsítására) - motiváló: VPN szolg. lehetősége, MPLS TE képességei - nem megoldás a minőség biztosítására, de eszköz, amivel csökken a torlódás valsége. - MPLS TE és DiffServ routerek együttműködése: o a DiffServ router az IP header DSCP bitjei alapján dönt a besoroláskor (melyik PHB kell) o az MPLS router nem vizsgálja az IP headert, így a DSCP biteket le kell képezni, hogy tudsja Mintafeladat – szimuláció SPGURUval - 5db 34 Mbps router, hozzájuk LAN-ok. Beszédforgalom minőségének (késleltetés, jitter) mérése különböző mennyiségű beszédforgalom és egyéb hálózati forgalom (letöltés) mellett - beszédforgalom minősége: késleltetés <10ms a csomagok >90%-ánál, jitter: <1ms a csomagok >90%-ánál - 1. csak beszédforgalom, LAN-onként 5, 10, 13, 15 beszélgetés indul - 2. 5 beszélgetés/LAN, + 700 webkliens/LAN, percenként böngésznek. - 3. 1. és 2. vegyítése - eredmények: a beszédátvitel minősége függ: a hop-számtól, a többi forgalom típusától, a hálózat terhelésétől, a hang osztályozásától/ütemezésétől. - a hálózat egy darabig működik, aztán lehal, ha növeljük az egyéb extra terheléseket…, - Hálózattervezés és hálózatmenedzsment összenőttek! 13

5. Hálózatok tervezése megbízhatósági

szempontok figyelembevételével Planning for failure When designing a reliable data network, network designers are well advised to keep two quotations in mind at all times: Whatever can go wrong will go wrong at the worst possible time and in the worst possible way Murphy Expect the unexpected. (Számíts a váratlanra!) Douglas Adams, The Hitchhiker’s Guide to the Galaxy Failure refers to a situation where the observed behavior of a system differs from its specified behavior. A failure occurs because of an error, caused by a fault. The time lapse between the error occurring and the resulting failure is called the error latency. Faults can be • hard (permanent) or • soft (transient). For example, a cable break is a hard failure, whereas intermittent noise on the line is a soft failure. Single Point of Failure (SPOF) Multiple points of failure Planning for failure In general it is much more expensive to cope with multiple points of failure and often financially impractical Fault tolerance indicates that every component in the chain supporting the system has redundant features or is duplicated. For example, a fault-resilient router may have multiple power supplies but only one routing processor. By definition, one fault-resilient component does not make the entire system fault tolerant. Disaster recovery (katasztrófavédelem) is the process of identifying all potential failures, their impact on the system/network as a whole, and planning the means to recover from such failures.

Calculating the true cost of downtime(leállás) nagy veszteség, mindenképp jó elkerülni.

Developing a disaster recovery plan A general approach to the creation of a Disaster Recovery (DR): Benchmark (teljesímény-értékelés) the current design Define the requirements(köveletelmény meghatározás) Define the technical solution Develop the recovery strategy Develop an implementation strategy Develop a test program Implement continuous monitoring and improvements

Disaster recovery models Tape or CD site backup(biztonsági másolat) Electronic vaulting Data replication/disk mirroring Server mirroring and clustering Storage Area Networks (SANs) and Optical Storage Network (OSNs) Pros and Cons(pro és kontra) minden esetben + fogalmak meghatározása 14

Quantifying availability(rendelkezésre állás) •

A% = Operational Time/Total Time (tud nagyon)

Mean Time Between Service Outages(leállás) (MTBSO) or Mean Time Between Failure (MTBF) is the average time (expressed in hours) that a system has been working between service outages and is typically greater than 2,000 hours. Since modern network devices may have ashort working life (typically five years), MTBF is often a predicted value, based on stress-testing systems and then forecasting availability in the future. Devices with moving mechanical parts such as disk drives often exhibit lower MTBFs than systems that use fixed components (e.g., flash memory). Mean Time To Repair (MTTR) is the average time to repair systems that have failed and is usually several orders of magnitude less that MTBF. MTTR values may vary markedly, depending upon the type of system under repair and the nature of the failure. Typical values range from 30 minutes through to 3 or 4 hours. A typical MTTR for a complex system with little inherent redundancy might be several hours.

2008. szept 30.

2008. szept 30.

15

1

41

2008. szept 30.

2008. szept 30.

2008. szept 30.

16

2008. szept 30.

42

43

44

45

6. Szélessávú adatátvitel rádiós hozzáférésű eszközökkel WPAN: Wireless Personal Access Network o Személyi eszközök közti rövidtávú összeköttetés o Jellemzően <10m o Jellemzően IEEE 802.15 implementáció o Jellemzően Bluetooth RLAN: Radio LAN = WLAN o Jellemzően <150m o WiFi: a 2400-2483,5 MHz-es sávban működőd 802.11 implementációk kereskedelmi neve WAN: Wireless Access Network o Jellemzően országos lefedettség (bolyongás lehetősége miatt) o Mobil rádiótelefon rendszerek (GPRS, HSDPA, 3G, stb.), WiMAX, 802.16e WMAN: Wireless Metropolitan Area Network o Jellemzően <50km o 802.16  pl. 802.16a viszont nem felel meg a WiMAX profil előírásainak o ETSI HiperMAN (ez is egy szabvány) WiMAX: Worldwide Interoperability for Microwave Access o Olyan WMAN, amire a csereszabatosságot biztosító u.n. WiMAX-profil teljesül, és a kijelölt laboratórium tanúsítványt ad o WiMAX-profil: WMAN rendszerekre vonatkozó, azok WiMAX minősítéséhez szükséges járulékos tulajdonságok együttese  WiMAX Fórum (nemzetközi szervezet) határozza meg o Az IEEE 801.16d, e , és 801.16-2004 implementációk teljesíthetik o ETSI HiperMAN-nak is van WiMAX kompatibilis opciója o 2,4 GHz-es, 5,2 GHz-es, 5,6 GHz-es sávokban o Downstream min. 512kbps, upstream min. 128 kbps Egyedi engedélyezési kötelezettség alól mentesített egy rádióalkalmazások, ha a felhasznált állomások és linkek nem igénylenek freq kijelölési határozatot, rádióengedélyt és hatósági regisztrációt MINDENFÉLE szolgáltatási célú rádióösszeköttetést be kell jelenteni az NHH-nál (Nemzeti Hírközlési Hatóság) A típusnyilvántartásba vétel alól azok a berendezés típusok mentesek, amelyek az EU által meghatározott ú.n. harmonizált frekvenciasávokban működnek és betartják a harmonizált működés feltételeit Rádiószolgáltatások prioritási szintjei Elsődleges rádiószolgálat állomása: o nem okozhat káros zavarást az azonos vagy más elsődleges rádiószolgálat(ok) olyan rádióállomásainak, amelyek részére a frekvenciákat korábban már kijelölték o nem tarthat igényt védelemre az azonos vagy más elsődleges rádiószolgálat(ok) olyan rádióállomásai által okozott káros zavarásokkal szemben, amelyek részére a frekvenciákat már korábban kijelölték Másodlagos: 17

o nem okozhat káros zavarást az elsődleges rádiószolgálat olyan rádióállomásainak, amelyek részére a frekvenciákat korábban már kijelölték, vagy a későbbiekben még kijelölhetik o nem tarthat igényt védelemre az elsődleges rádiószolgálat olyan rádióállomásai által okozott káros zavarásokkal szemben, amelyek részére a frekvenciákat korábban már kijelölték, vagy a későbbiekben még kijelölhetik o védelemre jogosult az azonos vagy más másodlagos rádiószolgálat(ok) olyan rádióállomásai által okozott káros zavarásokkal szemben, amelyek részére a frekvenciákat a későbbiekben még kijelölhetik Harmadlagos: o nem okozhat káros zavarást az elsődleges és másodlagos rádiószolgálat rádióállomásainak o nem tarthat igényt védelemre más rádióállomások által okozott káros zavarásokkal szemben o Magyarul minden elsődleges külön-külön sávban lehet csak, másodlagos szolgáltatások sávjait kioszthatják többször is, viszont a többi sávbeli szolgáltatástól valamilyen módon védettek (pl. határőrök), a harmadlagosak meg buzi kis csicskák és le vannak szarva

1. 2,4 GHz-es sáv 2,4 GHz-es sávban ipari (pl. mikró, WiFi eszközök), tudományos és orvosi és kis hatótávolságú (pl. Bluetooth, távirányító, riasztó) eszközök harmadlagosak  iszonyat nagy jelinterferencia ellen saját megoldást kell alkalmazzanak  általában <150m o Sávban üzemeltetés feltételei:  EIRP maximum 100 mW Harmonizált <10mW< nem harmonizált sávú működés definiálandó  Spektrális teljesítmény sűrűség FHSS (Freq Hopping Spread Spectrum) esetén: max. -10 dBW/100 kHz, FHSS-től eltérő rendszer esetén: max. -20 dBW/1 MHz Harm/nem harm határ: FHSS esetén: -20 dBW/100 kHz FHSS-től eltérő rendszer esetén: -30 dBW/1 MHz  Berendezésre meghatározott adatsebesség: min. 250 kbit/s  Antenna: integrált (nincs antenna-csatlakozó) vagy dedikált (a berendezés tartozékát képező külső antenna)  nem lehet univerzális MAC: Media Access Control o Adatból keret, benne a címmel és hibajavító kóddal o Ellenőriz, javít, kicsomagolja az adatot és a Logical Link Controlnak adja át o LLC folyamellenőrzés és hibajavítás és interfész a magasabb rétegek felé

18

CSMA/CA: Carrier Sensing Media Access and Collision Avoidance o Figyelnek az állomások, hogy valaki küld-e, ha nem akkor küldenek o Az access point 100ms-ként küldi beacon framekben többek közt az órajelet, hogy az állomások szinkronban maradjanak  beaconing  Az állomások mindig a legerősebb jelű beacon framet küldő AP-hoz csatlakozik Jellemzően négylépéses adatátvitel: Request to Send

Clear to Send Data Transfer Acknowledgement of Transfer

Sending Station

Receiving Access Point

Hálózati hozzáférés-felügyelet módszerei o Elosztott: minden mobil eszköz maga dönt a csatlakozásról  DCF: Distributed Coordination Function Küldeni akaró állomás egy inter-frame space-nyi időt vár küldés előtt Ha addig foglalt, akkor véletlenszerű ideig vár, hogy ne legyen ütközés Opcionálisan request to send és clear to send csomagok Ez a default a WiFi eszközöknél o Polling: egy központi hozzáférési protokoll segítségével születik döntés  PCF: Point Control Function

2. A 3,5 GHz-es sáv WMAN és WiMAX állandó és változó telephelyű (nomád) pont-többpont struktúrájú digitális rádiórendszerek céljára használható terminál állomásai jelen esetben csakis végfelhasználói terminálok lehetnek nem használható mobil infrastruktúra céljára (pl. mobiltelefon, RLAN hálózatok) FDD (Frequency division duplexing) használatú o 5 db, egyenként 14 MHz-es duplex blokk köztük 3,5 MHz elválasztó Terminálok, átjátszó állomások engedélykötelezettek, a terminálok nem Elsődleges prioritású szolgáltatások

3. WiFi tervezés 1. Tervezés o Kapcsolat p2p vagy centralizált (gateway/access point segítségével) o Felhasználó függő viselkedés, de max 11 Mbps o 15-20 felhasználó vagy ~ 150m o Tipikus felhasználó (mail, net, néha fileok): egyetlan AP o Igényesebb felhasználó (pornstream éjjel-nappal): több AP klaszterekben különböző csatornákat használva o Nagy munkahely: sok elszórt AP 2. Felszerelés kiválasztása o Terminál eszközök (különböző interfészű WLAN kártyák) o Állomás eszközök (gateway vagy access point)  Köztük nem mindig egyértelmű a különbség  Gateway: egyszerű, teljesen vezetéknélküli hálózatokhoz  Access Point: integrált hálózatokhoz  Gyakran a kapacitásbeli különbség a különbségtevő o Perifériák (pl. nyomtatók, tárolók) 19

3. Setup o Szerezzük be a kiválasztott eszközöket o Olvassuk el a felhasználói kézikönyvet o Olvassuk el még egyszer a felhasználói kézikönyvet o Gateway/access point üzembe helyezése o Az első terminál üzembehelyezése o Gateway/access point beállítása o Többi terminál csatlakoztatása 4. WiFi beállítása az asztali gépen (szerintem ez idegesítő és tökéletesen szükségtelen faszság a jegyzetben) 5. Biztonság o Ma már inkább csak WPA2 (WEP, WPA [Wi-Fi Protected Access] korábban) o Jelszóváltoztatás o Hálózat lezárása o Hálózati név megváltoztatása o MAC control tábla használata o VPN (Virtual Private Network) használat

4. HSDPA – High-speed Downlink Packet Access T-mobilnál jelenleg jellemzően NÉVLEGESEN 3,6 Mbps/384 kbps 3 fizikai csatorna

HS-SCCH : HS-PDSCH: HS-DPCCH:

High-Speed Shared Control Channel High-Speed Physical Downlink Shared Channel High-Speed Dedicated Physical Control Channel

16QAM  nagyobb bitráta Átviteli paraméterek: CQI: Channel Control Indicator Készülék méri, uplink control csatornán keresztül visszaküldi a WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) állomásnak Az dinamikusan változtatja a csatornaszámot, a modulációs sémát és a kódrátát Ha romlik a helyzet, akkor 16QAMről visszaugorhat QPSK-ra, csökkentheti a csatornák számát és a kódrátát Nagyobb teljesítőképességű eszközöknek átlagban nagyobb adatrátát biztosít Hybrid Automatic Repeat Request o Fejlettebb hibajavítási módszer

20

o Újraküldés esetén nagyobb válószínűséggel dekódolható a csomag A jelenlegi HSDPA eszközök nagy része a 12-es kategóriába tartoznak o 1.8 Mbps, 5 HS-PDSCH csatorna, QPSK moduláció Elterjedt a 6-os kategória is o 3.6 Mbps, 5 HS-PDSCH, 16QAM/QPSK dinamikusan Valós tesztek esetén az adatráta jól közelíti az elméleti maximumot/névleges rátát End-to-end latency: kis IP csomag készülék-szerver-készülék útjához szükséges átlagidő, azaz az RTT (Round Trip Time) o 70-95 ms  nagyon kedvező 2ms-onkénti gyors csomagütemezés Kódmultiplexálás a későbbi implementációkban G-Rake: Generalized rake vevő o Rake: többutas terjedés kiszűrésére a jelet próbálják optimalizálni o G-Rake: maximalizálja a jelet és minimalizálja az interferenciát E-UL: enhanced uplink o Akár 5,8 Mbps o HSDPA + E-UL = HSPA

5. HSDPA tervezés 1. A már létező R99 (3GPP release 99) hálózat felmérése 2. A már létező R99 hálózat teljesítményanalízise Átlagosan felhasznált BS teljesítmény Kevert vagy külön vivő a HSDPA-nak? Eszközök felhasználás Van-e igény új elemekre SHO (soft[er] handover) területek analízise 3. HSDPA célkitűzések és kiépítési stratégia kiválasztás 4. Konfigurálás és kapacitás-tervezés A 3. pont eredményei és az átlagos cella-áteresztőképesség szerinti eszközkonfiguráció 5. HSDPA-képes cellák paramétereinek definiálása o Célkitűzések alapján o Térben és időben is változtatandó Lefedési stratégiák: o Teljes ~: összefüggő, nagy területen sok szomszédos cella  költséges, interferencia o Hotspotos ~: egy-egy cella  alacsony lefedettség, de költségkímélő és egyszerű o Clusteres ~: néhány szomszédos cella  arany középút o Beltér: aktív/passzÍv DAS (Distributed Antenna System), Repeaterek, picocellák 21

Réteges kiépítés o Egy rétegű  Megosztott vivő a HSDPA és R99 DCH (sima UMTS dedicated channel, rajta akár klasszikus GSM forgalom) forgalomnak  Kis/közepes R99 forgalmú cellákra  Költségkímélő o Több rétegű  2-3 vivő a különböző forgalomtípusok számára  Költséges  A jelenlegi HSDPA handover megoldásoknak annyira nem kedvez a dedikált vivő o A legjobb megoldás a több, kevert vivő használata lenne, de egyelőre a gyártók nem biztosítják az optimális hátterét Cellatervezés o Jelterjedési tényezők és SINR (Signal to Interference and Noise Ratio) figyelembevételével o Geometria faktor: G = Ior/Ioc  Ior: saját cellában vett teljes szélessávú jelenergia (own, received)  Ioc: többi cellából összesen vett + zaj (other cell) o A legfontosabb méretezési tényező az átlagos áteresztőképesség (average throughput)  Függ a biztosított jelenergiától  nagyon alapos beállítást igényel  Becsülhető a pontos átlagos SINR alapján

o Link budget felállítása  Az átvitelkor fellépő különböző zavarok, veszteségek valamint az átvitel irányától (uplink/downlink) függően vagy a kézi készülék vagy az állomás paramétereinek ismeretében felállítható egy táblázat, mellyel becsülhetjük a szükséges jelenergiát, vagy jelnyereséget/jelerősítést  SINR ismeretében könnyen számolható o Soft handover nem alkalmazható HSDPA-ra  SHO cellákra oda kell figyelni

22

7. Magánhálózatok, épületen belüli hálózatok tervezése Csak szolgáltatást lehet eladni Nincs elektronikus kommunikációs szolgáltatás hálózat nélkül Hálózat boltban nem vásárolható, azt tervezni, megvalósítani, működtetni, fejleszteni, lebontani kell – olyan, mint egy ember. Hálózattervezési csemegék: Technológiát kell választani Struktúrát kell választani, csomópontok elhelyezését meg kell választani Fejlődési filozófiát kell választani  tartalékok beépítése  bővítéskor rendszerszállítók versenyeztetése  stratégiai partnerség a rendszerszállítóval Magánhálózat sajátosságai: Saját célra készül – a cél nem profitszerzés, hanem hatékony belső működés és költségtakarékos működés Olyan épülettartozéknak tekintették korábban, mint a fűtést, a csatornázást, vízellátást - az épületgondnok felelőssége mindez. Összetettebb működésnél az IT rendszer egésze drágább, mint a ház! Ez a piaci versenyképesség záloga, hogy az információkkal biztonságosan (security), megbízhatóan (reliability, availability), gyorsan lehessen dolgozni. Ennek feltétele a megfelelő hálózat. Modern szervezetben van CEO, CTO, CFO, CIO Magánhálózat tervezés alapkérdései: Új épület – meglévő épület  Az épület élettartama min. 100 év  A hálózat élettartama: a kapacitásnövekedés, technológiai fejlődés jelen adatai alapján max. 10 év egy hálózat erkölcsi élettartama.  A csőhálózat, nyomvonal sokszor építészeti, belsőépítészeti szempontok miatt kötött.  Kritikus helyek a födém áttörések, a gerincrészek, a berendezéshelyek, rendezők.  Kritikus az áramellátás helye, elvezetése is.  Az aktív eszközök teljesítménye nő → klímaigény Egy vagy sok telephely  Több telephelynél csak szabványos interfészek (jelzésrendszer szerint is).  Összeköttetések gyakorlatilag kizárólag bérelt vonalak.  Menedzselt összeköttetések vagy tartalék útvonalakkal kiépített hálózat. (pl. Szerencsejáték Rt. vagy kormányzati hálózat). Kapcsolt összeköttetések tartalékként jöhetnek szóba.  Megbízhatóságot növelik a független nyomvonalak vagy technológiák (pl. rádiós, vezetékes) Integrált hálózat – külön hálózatok  Szokásos végberendezések: számítógépek, telefonok, mobil telefonok, PDA-k , műsorvevők.  Hálózati oldalról jó divat az egységes hálózati megoldás: azaz egységes „hozzáférési‖ rendszer minden végberendezésre. Strukturált hálózat, ami egységes függőleges és vízszintes struktúrát jelent.  A rádiós (mobil) rendszerek ebbe jól beleilleszthetők azzal, hogy a házon belüli bázisállomások a strukturált hálózathoz kapcsolódnak.

23

Fényvezetős, rézvezetős, rádiós technológia választás  Az átviteli sebesség a fő technológiaválasztó szempont?  Egy fényvezető szálon egy hullámhossz ablakban egyszerűen átvihető 10Gbit/s  UTP kábelen (ma)100m-ig átvihető 10Gbit/s  Rádiós helyi hálózaton átvihető (ma) 300Mbit/s  1 m UTP CAT6 kábel ára kb. $0,5, szerelése egyszerű, portok ára kb. $7  1 m fénykábel szál ára kb. $1, szerelése, hegesztése speciális szakértelmet és felszerelést igényel, portok ára kb. $200.  UTP kábel meglévő csövezésbe általában nem húzható be, kábeltálcában könnyen fektethető.  Fényvezető speciális kialakításban gyakorlatilag minden meglévő csőbe, nyílásba sűrített levegővel befújható.  WIFI interfész kb. $40  Az árak havonta esnek! Hálózati struktúra választás  Legegyszerűbb a csillagpontos struktúra  Alapkérdés a szintek száma és a csomópontok helye.  Minősített megbízhatóságnál célszerű megoldás a szövevényes belső gerinchálózat.  Struktúra kérdés a nyilvános (külső) hálózatokhoz csatlakozás módja, technológiája és tartalékoltsága. Csomópontok helyei, méretei  16-20 portos switch ára kb. $100. – azaz megfelel 200m szereletlen kábelnek.  Ha tehát 20 végpont van egy helyiségben, akkor már akkor is megéri egy új csomópont létesítése, ha 10m-nél távolabb van a meglévő csomópont!  Az aktív eszközök árzuhanása a végpontokhoz közel eső csomópontoknak kedvez!  Az aktív eszközök szokásos portszáma 6-24-48. Csatornák helyei, méretei  A strukturált kábelezés nem villanyszerelés. A behúzás legyen finom, a szerelvényezés szabványos, a görbületi sugarak, lekötések is szabályozottak.  A csatornák tálcái legyenek az erősáramú hálózattól függetlenek, a földelésük különösen gondos.  Az utólag betett kábelek jobban használják a csatorna keresztmetszetet, mint az egyszerre szerelt eredetiek.

24

8. Kábeltelevíziós hálózatok tervezése Az előfizetői átadási pont paraméterei • • • • • • • • • • • • • • •

Üzemi frekvenciasáv

87,5 MHz…862 MHz 5,0 MHz…65,0 MHz Hasznos jelszint AM-VSB-TV (REF) 0 dBmV…17 dBmV FM REF – 6 dB QAM REF – 10…-16 dB Szintkülönbség szomszédos csatornákramax.3 dB a teljes frekvenciasávban max.12 dB Futásidő torzítás TXT jelátvitel esetén max.50 nsec Differenciális erősítés max.14% Differenciális fázis max.12% Áthallási csillapítás két előfizető között min.42 dB 8 MHz-es raszter esetén min.36 dB Áthallási csillapítás azonos aljzat TV-FM kimenete között min.20 dB (a TV-FM sávban min.10 dB) Reflexiós csillapítás a TV-sávokban min.14 dB – 1,5dB/okt 40MHz-től (de min. 10 dB) CNR (vivő/zaj viszony) AM-VSB-TV (PAL B,G) min.44 dB 64QAM jeleknél min. 24,5 dB/10e-4 BER FM-sztereó jeleknél min. 48 dB/0,2 MHz BW Egy csatornán belüli intermoduláció min. 54 dB CTB (harmadrendű üttetések) min. 57 dB CSO (másodrendű produktumok) min. 57 dB CXM (keresztmodulációs torzítás) min. 60 dB HUM (búgásmoduláció) min. 46 dB (képvivőre von)

Alapelvek • • • • • • • • •

Az előfizetői átadási pontra vonatkozó szabvány-követelményekre hálózatot tervezni hibás döntés A tervezés során kitűzött paramétereknek elegendő tartalékot kell biztosítaniuk a várható öregedés és a környezeti hőmérséklet változások mellett Új hálózat tervezésénél az előfizetői irányú frekvenciasáv 87,5 MHz-től 862 MHz-ig, a visszirányú frekvenciasáv 5 MHz-től 65 MHz-ig terjed (kerüljük az ettől eltérő frekvenciasáv-hasításokat) Csak 1GHz-es felső határfrekvenciájú passzív építőelemeket tervezzünk felhasználásra ONU-kimenetenként legfeljebb 400 előfizetőt csatoljunk Az előfizetői átadási ponton ne engedjünk meg 8-9 dB-nél nagyobb szintkülönbséget a teljes frekvenciasávban Törekedjünk arra, hogy az előfizetői átadási ponton 862 MHz-re vonatkoztatva a hasznos jelszint legalább 4…6 dBmV legyen, de egyetlen csatornában se emelkedjen 13dBmV fölé Kizárólag kétirányú átvitelre alkalmas koaxiális hálózatot tervezzünk, a felhasználásra kerülő építőelemeket ennek megfelelően válasszuk ki A kivitelezés során megvalósult hálózat eltérhet a tervezettől, de ennek alapján módosítsuk a kiviteli dokumentációt

Szabványok, előírások jelölésrendszer stb..

Adatátvitel • • • • • • • • • •

DOCSIS: Data Over Cable Service Interface Specification CMTS: Cable Modem Termination Systems DOCSIS 1.0 és 1.1 Downstream: 64QAM (30.34Mbps)…256QAM (42.88Mbps) Upstream: 320kbps…10.24Mbps (QPSK, 16QAM) DOCSIS 2.0 Upstream to 30.72Mbps with two new multiple access technologies - Advanced time division multiple access (A-TDMA) - Synchronous code division multiple access (S-CDMA) - with 8-, 16-, 32-, 64-, 128QAM (return!)

25

• • • • • • • • • • • •

Euro-DOCSIS: Nom. Downstream Subscriber Levels SIN (BER<10e-8) Upstream Levels CGW Input Levels

64QAM (37Mbps) 256QAM (52Mbps) -17…+13dBmV -13…+17dBmV min. 25,5dB min.31,5dB 8…58dBmV (QPSK) 8…55dBmV (16QAM) -16…+14dBmV/200kHz -13…+17dBmV/400kHz -10…+20dBmV/800kHz -7…..+23dBmV/1.6MHz -4…..+26dBmV/3.2MHz SIN@BER<10e-8 (200kHz…3.2MHz) >15dB/QPSK >22dB/16QAM

A frekvenciasáv felosztása

Tradicionális rendszerfelépítés Kábeltelevíziós analóg fejállomás A fejállomás kimeneti spektrumképe

Korszerű koaxiális hálózatfelépítések:

Passzív vagy aktív elosztás

Felfűzött és osztott elrendezés Soros felfûzésû hálózat

Osztott felfûzésû hálózat

Csillagpontos hálózat

Tipikus házhálózati struktúrák Iránycsatolók Elosztók és leágazók Kültéri koaxiális kábel felépítése • messenger Beltéri koaxiális kábel felépítése

26

A koaxiális kábel jellemzői • • • • • • • • • •

Impedancia (névlegesen 75 Ohm) Csillapítás Frekvenciafüggõ, hõmérsékletfüggõ, átmérõtõl függõ, anyagfüggõ Reflexiós csillapítás (Structural Return Loss) Vonalellenállás (Loop Resistance, Ampacity) Rövidülési tényezõ Dielektrikumtól függõ (TPE: 66.2%, HPE: 87…88%, TPE:92…93%) Igénybevételekkel szembeni stabilitás Húzó- és hajlító-szilárdság, legkisebb hajlítási sugár, Víz- és tûzállóság (járulékos védelem, köpenyanyag) Kábelspecifikus csatlakozók

Tipikus koaxiális kábelátmérők •

0.242‖ RG-59, 0.565‖ TX10-565, 1.160‖

TX10-1160

koaxiális csatlakozó szerkezete A koaxiális kábel csillapítása

Kábeltelevíziós erősítő • •

Kivitel (öntött könnyûfém tok, klimatikus és nagyfr.tömítettség, modularitás, be-és kimenetek, táplálás, védelem, stb.) Kimenetek száma (egy- vagy többkimenetû, osztott vagy külön végerõsített kimenetek, külön visszirányú bemenet, skálázható, stb.) • Erõsítés (maximális üzemi erõsítés, választható erõsítéslépcsõk) • Zajszám (1,7…13 dB között) • Kivezérelhetõség (CENELEC 42, flat a kiindulási alap) • Szintállítási lehetõségek (bemeneti, Interstage, végfokonként, folyamatosan változtatható vagy dugaszolható, ALSC) • Távmenedzselhetõség (a lekérdezhetõ paraméterek, távvezérelhetõ funkciók, alarm funkciók, kompatibilitás) A megfelelő erősítő kiválasztása • Kis zajszám = jó kaszkádolhatóság • Magas kivezérelhetõség = jó kaszkádolhatóság • Magas max. üzemi erõsítés = korlátolt kaszkádolhatóság • Nagy dinamika tartomány = jó elõfizetõ/erõsítõ viszony • Több kimenet = korszerû elosztási struktúra • Moduláris felépítés = kedvezõ üzembentartás • Univerzális tokozás = egységes hálózatfelépítés • Földfelszíni készülékek, földkábel = korszerû, esztétikus • Légkábeles hálózat = kevésbé esztétikus, olcsóbb (?)

Kábeltelevíziós tápegységek Tipikus távtápláló tápegység Szünetmentes tápegységek •

Type A:eltérő hullámforma Type B és C azonos hullámforma

Szintviszony Tipikus vonalszakasz szintviszonyai

27

19.00 26.00

31.00

39.20

35.00

32.80

29.00

25.30

23.00

41.00

30.10

28.85

27.75

26.62

24.72

24.03

31.00

0.9..1.8

TX565 63.8m

26

1.1..2.2

TX565 57.7m

20

4.20 1.25

RG 6 30m

6.00 1.88 Line [d Bm V]

TX565 34.9m

14

3.80 1.13

RG 6 30m

6.00 1.88

A 9.00 3.12

40

1.9..3.7

B 9.00 6.97

0.9..1.8 26

2.30 0.69

RG 6 30m

6.00 1.88

C 9.00 10.74

6.00 1.88

RG6 30m

D 9.00 3.12

862M Hz Dro p [d Bm V] 88M Hz

30

C

10

B A

20

0

Az olló diagram

Optikai detektorok Optical Node Unit Skálázható ONU Optikai adók spektrumképei Korszerű DFB lézeradó 1310 nm-re Korszerű EMS lézeradó 1550 nm-re Nd:YAG EMS lézeradó 1319nm-re EMAT lézeradó 1550 nm-re Az EDFA és működése HI-Power EDFA Optical Loss Budget OLB Optikai hálózati struktúrák

Családiházas övezet tervezése Tipikus előfizetői csatlakozók Korszerű előfizetői csatlakozó Aktív multimédia-csatlakozó Tipikus szintkülönbségek Szintkülönbségek családiházas övezetben

Optikai Monomódusú szál, optikai ablakok •

Tipikus optikai elosztóhálózat A hibrid vonalhálózat felépítése Optikai elosztóhálózat tervezése Optikai gyűrű felépítése Optikai gyűrű tervezése Többsíkú HFC rendszer tervezése

28

•

• • •

Az egyes síkok rendszer-paramétereit az alábbi táblázat tartalmazza. Feladat az eredő előfizetői paraméterek igazolása a megfelelő kaszkádolási számítások elvégzésével.

A CNR halmozódása minden esetben 10Xlog alapon történik. Ennek megfelelően az egyes síkokon belül és az egyes síkokból a következő síkokba történő átlépés során is 10Xlog alapon történik a zajhalmozódás A CTB- és CSO-produktumok halmozódása nemcsak az egyes síkokban eltérő, hanem az egyes síkokból a következő síkokba történő átlépés során is eltérő törvényszerűségek között történik, mivel ezek a produktumok komplex értékkel bírnak Az egyes síkok közötti átlépés során alkalmazható átszámítási kulcsokat a következő táblázatok mutatják CTB produktumok halmozódása, CSO produktumok halmozódása

Visszirányú hálózattervezési alapok • • • • • • • •

A visszirányú optikai rendszertechnika megválasztása A koaxiális hálózati struktúra alkalmasságának felmérése A koaxiális eszközök megválasztása, esetleg cseréje Az adatátviteli igények és lehetőségek felmérése A megfelelő CMTS technológia kiválasztása Hálózattervezés „visszirány‖-ban Zavarvizsgálat, javítás, zavarvizsgálat, javítás Az optikai visszirányú hálózat megtervezése

• Az ONU visszirányú fogadószintjének tervezése • Az erősítők visszirányú rendszerszintjének meghatározása • Az előfizetői átadási szintek meghatározása • Az azonos szintű zavarinzertálási csillapítás tervezése • A maximális modem-adásszint meghatározása • A megfelelő előfizetői csatlakozó kiválasztása Zavarmentesítés • A foglalt frekvenciasávok kihagyása • A rendszer üzemi frekvenciáinak ismerete • Megfelelő fedettségű hálózat biztosítása (Leakage) • Az optikai/koaxiális hálózatarány optimalizálása • A megfelelő kommunikációs szintek biztosítása • Az előfizetői oldali zavarbehatolás kizárása (Ingress) • Jogosulatlan rácsatlakozások kizárása • Spektrum ellenőrzés, a szolgáltatást nem igénylő vagy zavart ágak lekapcsolása távmenedzseléssel

Kétirányú jelátviteli szintek ONU-HOST kaszkádjellemzők számítása A teljes optikai gyűrűrendszer Host Insertion Lakótelepi gerinchálózat Gerinchálózat családiházas övezetben Elosztóhálózat családiházas övezetben

Szálkímélő visszirányú felfűzött lánc Szálkímélő digitalizált visszirányú lánc Visszirányú blokk-konvertálás elve Visszirányú Host-inzertálás DWDM visszirányban Digitalizált visszirány + DWDM

29

9. Rézvezetős hozzáférési hálózatok Hálózat: csomópontok és átviteli utak olyan rendszere, amelyen meghatározott pontok között, összeköttetések létesíthetők információ átvitel céljára o Lefedettség szempontjából: helyi/körzeti/regionális/országos o Funkció szempontjából: közcélú/privát/zárt célú(kormányzati, stb.)/zárt láncú(fizikailag külön) o Hálózati belüli funkció szerint: trunk/core/access Hálózati szolgáltatás: hordozó (bearer = közeg + vivő) + távszolgáltatás Többközpontú helyi hálózatok: o Core Network – CN: helyi központok közötti hálózat o Access Network – AN: előfizetői végpontokat az első helyi központtal köti össze  Helyi hurok (local loop – LL): passzív infrastruktúra a helyi központ MDF-e, vagy egyéb rendezési elosztási pont és a felhasználó elérési pontja közt  AN: digitális, korszerű LL-ok összessége

Access Network Felépítésük az ITU-T G 902 ajánláson alapul IEEE 802.3: Ethernet AN Fizikai referencia modell: ITU SG 15

Rézvezető alapú AN: o rézkábeles nyomvonal a hozzájuk tartozó szerelvényekkel, csatlakoztató és végződtető eszközökkel o A kábelvezetés fa-ág struktúrát követ o A (feeder) táplálókábel szakaszok nagykapacitásúak o Az elosztó szakaszok száma több, de kábelei kisebb kapacitásúak o a felhasználókhoz a leágazó szakaszban néhány érpárasak a leágazó kábelek o Kábelszerkezetek: 

30

o o o o o

 Vazelines/száras A kábelhálózat „feeder‖, szakasza köti össze a szolgáltatási csomópontot SN a passzív kábelelosztó rendszerrel, az un. „nagyelosztó‖-val (PCP) Városi hálózatban a kábeleket alépítményben vezetik a nagyelosztóig A nagyelosztók és a a kisebb kapacitású szétosztó pontok (DP) között található az elosztó hálózati szakasz, (distribution segment) A DP-t és az előfizetői interfész pontokat kötik össze a leágazó kábelek, vagy vezetékeket. Ez a szakasz az előfizetői leágazás (drop segment) Rugalmas rézkábel hálózat

o Merev rézkábel hálózat

31

o Vezetékes hálózatok nyomvonal elhelyezés szempontjából:  Földalatti hálózatok (föld alatt alépítményben, pl. csatorna)  Földbe helyezett hálózatok  Földfeletti hálózatok (pl. oszlopsoron)  Épületen belüli o Tervezési paraméterek:  Kábelek mérete, ellenállása, kapacitása, induktivitása szigetelés ellenállása o Ezekből számolható adott frekvencián a csillapítás, hullámimpedancia, hurokellenállás o NEXT, FEXT o Városban 0.4-es kábelek  max 4 km o 0.4 – 0.x kábelcsatlakozás illesztés követel, különben reflexió!

xDSL DSL: Digital Subscriber Line Struktúra:  Full unbundling (a) és line sharing (b) o MDF: Main Distribution Frame o HDF: Handover Distribution Frame  Ezek kábelrendezők/ elosztók o NTP: Network Termination Point  Jogi/logikai pont, eddig tart a szolgáltató felelőssége o DSLAM: DSL Access Multiplexer DSL implementáció esetén követelmények a vonallal szemben: o Rézvezetőn (fényvezetőn is) alkalmazandó o A vonalon nem lehetnek pupin csévék (pár évtizede nincsenek is) o A vonal nem tartalmazhat rövidzárat, légvezetéket, nem lehet földelt o max.1300 ohm vonali ellenállás és 5 Mohm-nál nagyobb szigetelési ellenállás o A kiépíthető távolság meghatározásánál az előfizetői vonal hőmérséklettől függő ellenállására is figyelemmel kell lenni Ethernet jelek  ATM cellák  routerekből álló felhordó és gerinchálózat Vagy Ethernet jelek  Fast-Ethernet/Gigabit Ethernet kártyás DSLAMek  gerinchálózat ADSL 2 o ITU-t G 992.3 o Downlink sebesség 8-12 Mbps o Távolság 300 méterrel növelhető o Különbséget tesz az adatátviteli és az ideiglenesen átvitelmentes időszakok közt o Átválthatnak teljesen digitális módba  a hangátvitel csatornáit is adatátvitelre használjak ADSL 2+ o ITU-T G 992.5 o Használható frekvenciatartományt bővíti  nagyobb sávszélesség o Downlink 2.2 MHz-ig, uplink, hang a régi sávokban o Downlink sebesség 16-24 Mbps  Max 1,5 km o Áthallás csökkenthető: a központ és a kihelyezett egység közt az 1.1 MHz alatti tartományt használja, a kihelyezett eszköz és a felhasználó közt az 1.1-2.2 MHz-est 32

VDSL: Very high data rate Digital Subscriber Line o ITU-T G 993.1 o Kis távon max 52 Mbps o Szimmetrikus/aszimmetrikus a downlink/uplink kiosztásra nézve o DMT (Discrete Multi-tone Modulation - gyakorlatilag OFDM) kódolást használ  Adaptív: hálózati viszonyok változása esetén módosul  Ellenálló  Spektrálisan xDSL kompatibilis o Upstream/downstream lehet FDD (freq division duplexing – frekvenciában szeparált) vagy TDD (Time DD – időben szeparált) technikával szeparált VDSL2 o G 993.2 o Átviteli sebesség max 200 Mbps o 30 MHz-ig használ frekvenciasávokat o 0.4 mm-es kábel esetén max. 2,5 km o Uplink ethernettel

AN fejlesztése xDSL technológián keresztül 1. A régi típusú központ alapon működő hozzáférési platformokat helyettesíteni a legfrissebb központ alapú DSL technológiákkal, a meglévő rézérpárok felhasználásával 2. Hibrid megoldást alkalmazni FTTN (Fiber To The Neighbourhood, nem túl közel a végfelhasználóhóz [költségoptimalizálás], de jó darabig fényvezetővel kiépíteni a hálózatot) kiépítéssel, amely az előző megoldás legjobb aspektusait támogatja 3. A rézvezetékes infrastruktúra helyettesítése optikai kábellel, teljes egészében (FTTH – Fiber To The Home)

33

10. Fényvezetős hozzáférési hálózatok http://www.itu.int/dms_pub/itu-t/oth/0B/04/T0B040000312C01PDFE.pdf http://www.ieee802.org/3/efm/public/jul02/p2mp/ford_p2mp_1_0702.pdf , továbbá: http://digitus.itk.ppke.hu/~takacsgy/Sz%E9less%E1v%FA%20Optikai%20Access.pdf , és http://digitus.itk.ppke.hu/~takacsgy/POF.pdf alapján.

Megjegyzés: ezek összeollózott anyagok, fejben kell összerakni a témát… Azért igyekeztem összefoglalni őket… Bevezetés, magyar hírek: - 2008. szept. 8. szélessávú internethálózat kiépítésének felgyorsítása (EU) - szept. 24.: [link] Magyar Telekom 2013-ig 1.2 mó háztartásban teszi elérhetővé az újgenerációs accessnw-t o 40 md Ft-ból ~ 4 havi internetpénzből összejönne a capex o T-Home: telefon + internet + TV – mindenki a saját műsorát nézheti ~ 100 Mbps o G-PON technológia (ITU-T szabvány: G.984.1), EuroDOCSIS 3.0 - Gigabit-capable (képességű) Passive Optical Networks (1) G-PON Standard: http://www.itu.int/dms_pub/itu-t/oth/0B/04/T0B040000312C01PDFE.pdf – ITU-T G.984.1-6 - 1. UNI: User Network Interface, SNI: Service Network Interface, ODN: Optical Distribution Networks - 2. Fizikai réteg leírása – 2.5 Gbps downstream & 1.25 or 2.5 Gbps upstream (for asym. and symmetrical) - 3. TC: Transmission Convergence Layer – frame format, access control - 4. ONT management (Optical Network Termination, OLT: Optical Line Term.) - 5. Sávok kiterjesztése: WDM (hullámhossz-osztásos nyalábolással)  ODN értékét maximalizálja - 6. kiterjesztés: max. fizikai: 60 km 27.5 dB csillapítással. - Full service support: voice (POTS), TDM, ATM, ISDN, Ethernet, wireless, leased line, etc. - alap ábra: lemenő irányban mindenki megkapja mindenki csomagját

G-PON-nál passzív splitter Mpxr

előfizetői végződések: Opt.Nw.Unit

fölmenő irányban meg kell várni a szinkront, amikor be tudom tenni a saját csomagomat.

Hasonló ábrák lásd: Szomolányiné diáiból a 22-24. slide-ok

-  irány: 1520 nm hullámhossz – mindenki megkapja mindenki más jelét!, aztán kiválogatja, melyik az övé o így a könnyű passzívan szétosztani. -  irány: 1310 nm – fölfele szinkronizálni kell, megvan az időzítés, h ki mikor tudja betenni a csomagját - ha sokfelé ágazik, csak 10-20 km-ig jó (vs. VDSL: pár100 m-ig) (2) G-PON Operator Requirements (http://www.ieee802.org/3/efm/public/jul02/p2mp/ford_p2mp_1_0702.pdf) (További információk a GPON-ról ez a másik dokumentum alapján. Ami már eddig is volt, nem ismétlem.) 34

- SG15/Q2 – ITU-T 15-ös Study Group-jának 2. kérdése - Max. osztási arány: 1..64 (fiz. réteg), 1..128 (TC réteg) - ODN osztályok: A, B, C (csillapítás mértéke szerint: A: 5–20dB, B: 10–25dB, C: 15–35dB) - fizikai és logikai kiterjesztések (lásd: ábra szélen) o logikai: max. 60 km o fizikai: az optical budget függvényében: 10-20 km o differential logical: az OLT-hoz legközelebbi és legtávolabbi ONUk távolsága: max. 20 km - Szolgáltatások és hálózati architektúrák (slide 5) o szolg: asymmetric (dig. broadcast, VOD: Video On Demand [bármilyen letölthető videó!], file download), symmetric (email, online gaming, file exchange, telelearning, etc), POTS/ISDN, private line, xDSL o nw.arch: FTTx: File To The Home, FTTBuilding, FTTCurb (utcasarok), FTTCabinet, FTTNeighbourhood - Max. átviteli késleltetés (átlagos): UNI és SNI pont közötti időeltolódás, telefonos szolg. esetén <1.5ms o az átlag (mean signal transfer delay) egy fel- és letöltés (oda-vissza út) fele. - Védelmi stratégia: pl. a switching funkció csak opcionális. (32 ONU esetén a switching time <50ms) o protokollok: pl. 2 független szálon fusson a dolog az aktív pontig (ahol az elosztás történik) o ábrák: OLT-only duplex system & Full duplex system. Védelem: piros vonalas részen:

- biztonsági megfontolások a multicast jelleg miatt – titkosítás + open issue, under discussion…

(3) Szomolányi Tiborné: Szélessávú optikai előfizetői hálózat (Sz%E9less%E1v%FA%20Optikai%20Access.pdf) (benne volt a tervezők között, akik számolgatták – 2008. szeptemberben erre bólintottak rá, hogy ez lesz…)

OAN (Optical Access Network) - FITL (Fiber In The Loop, előfizetői hurokban) ITU-T G.983 o szolg.-ok integrálása, rézvezető helyett optikai szál + intelligens berendezések az előfizetőhöz - szintek: felső: gerinchálózat (backbone) – core: WAN – edge/perem – MAN – LAN - optikai hál. megvalósítási lehetőségei: pl. PON (20 km from major exchange), wireless (5 km), DSL (1 km) - a szélessávú AccessNw feladata: különböző szolgáltatásokok elérésének biztosítása, több szolgáltatás egyidejűleg, bizonyos minőségben, bizonyos sávszélesség mellett o felhordó szakasz: optikai hálózat o elosztó/leágazó szakasz: rézkábel, vagy ezt optikaira cserélik. o sűrűn végpontok  rövid távolságú, ritka végpontok  hosszabb távolságú - OLT: Optikai vonal végződtető egység – átviteltechnika, aktív elektronikai és optikai elem (kell áram) - ODN: Optikai elosztó hálózat: fizikai kapcsolat az OLT és ODN között. o lehet passzív elosztású: csak passzív elosztókat használ az irányok szétválasztásához (nem kell áram) - ONT: Optikai hálózati lezáró berendezés: o szálak fizikai végződése — optikai csatornák fogadása küldése, ODN - ONU: Optikai hálózati egység = ONT + SU-kártyák (Service Unit) – közvetlen előfizetői kapcsolat ábra: túloldalt

35

Elosztóhálózatok topológiája - ált. funkcionális csillag struktúra: belül HUB vagy OLT, végeken ONU o pont-pont kiépítés: csillagpont – végek között - funkcionális gyűrű: kétirányú tkp. fa topológiájú (elvágják 1 helyen  ütt meghal) - felfűzős/BUSZ konfiguráció: ONU-k nincsenek visszahurkolva az OLT-hoz - aktív eszköz: végpontokon + elosztó pontokon. – a PON-nál viszont passzív az elosztópont is o pont-multipont megoldás (elosztópontokon): OLT-ONU szakasz:  passzív optikai osztók  PON – / – AON  aktív multiplexerrel történik a szétosztás - végpontokig szálpárok visznek ngSDH (NextGeneration Sync.Dig.Hierarchy) - szabványos legyen, rugalmas, kisebb, olcsóbb, megbízhatóbb… - szabványos keretek, konténerek összefűzése, dinamikus sávszélesség-allokáció (igény szerinti) PON: - Time Division Multiple Access: lefele: végpont hall t és válogat, fölfele: időosztás, szinkronizáció o osztásarány: 10 km 1:32, 20 km 1:16 - WDM (Wavelength Division Multiplexing, hullámhossz osztású nyalábolás): o 1270 és 1650 nm között akár több100 csatortnát is kialakíthatunk o klasszikus beosztás: két sáv: 1310 ( 50) és 1550 nm környékén egy-egy rendszer, pl. up és downstream o egy optikai ablakot fenntartanak a jövőbeni felhasználásra (védősáv) Hullámhossz tartomány 1310 nm-es tartomány Átmeneti tartomány Alapsáv Kiemelt sáv, Opció 1. Kiemelt sáv, Opció 2. L sáv

Névleges értékek Javasolt felhasználás 1260 – 1360 nm ATM-PON upstream 1360 – 1480 nm Jövőbeni felhasználásra fenntartva; Védősáv 1480 – 1500 nm ATM-PON downstream 1539 – 1565 nm További digitális szolgáltatások 1550 – 1560 nm Videójel szétosztás 1560 – 1600 nm Jövőbeni felhasználásra fenntartva

Továbbfejlesztések: - APON, BPON (ATM/Broadband PON) – dinamikus sávszélesség allokáció, szélessávú multimédia - EPON (Ethernet PON) – csak Ethernetet támogat, olcsóbb, nagy sávsz. - GPON (Gigabit PON) A+E-PON – 155/622/1244/2488 Gbps, szimm/aszim, din. sávsz.allok. o osztásarány 64…128, max.táv: 60 km (ONU-k között 20 km), menedzselési lehetőségek, stb… o OLT funkciói:  PON mag: szabályos interfész az ODN felé;  Cross-Connect fiók: összeköti a PON magot a Szolgáltatási fiókkal  Service fiók: átvitel o ONU funkciók: ~ OLT-funkciók o WDM: egy üvegszálon egyszerre több független optikai hullámhossz átvitele (átviteli kapacitás növelő)  DenseWDM: (nagysűrűségű wdm) – akár több100 különböző hh. jel átvitele  CoarseWDM: (durva wdm) – 20 nm csatornákkal max.16 hh. üzemelhet  hh.multiplexer: több hh-t egy közös, nagyobb sávszélességű jelfolyamba rendező berendezés.  demultiplexer: mux fordítottja: eredeti összetevő hh-ok szerint szétválasztja a közös jelet.  szabványos: 4, 8, 16 csatornás kiosztások (cwdm) ~ ennyir részre osztják a jelet  pl. FBT (Fused Biconical Taper, 2csöves splitter) – kis üvegekcske 0  1, 2  pl. PLC (Planar Lightwave Components) 36

(4) POF: Plastic (Polymer) Optical Fiber (http://digitus.itk.ppke.hu/~takacsgy/POF.pdf) Az optikai szálak gyors elérést biztosítanak, ezért jó volna minél közelebb eljuttatni a felhasználókhoz: FTTH. Viszont drága lenne üvegszálat használni mindenütt. Ellenben az üvegszálat tudjuk helyettesíteni műanyaggal is, eddig már meg is valósultak kisebb átviteli sebességre a műanyagszálas technikák. Nagysebességű (Gb) átvitelre pedig folynak a fejlesztési munkák, hiszen jóval olcsóbbak. Mindenesetre a hatótávolsága kisebb. Optikai szálak: Tiszta üvegszál: Vegyes felépítésű üvegszál: Tiszta műanyag szál:

mag (core) Si-üveg Si-üveg műanyag

héj (cladding) Si-üveg műanyag műanyag

tulajdonságok: kis szálcsillapítás, nagy átviteli kapacitás jól ötvözi a két anyag előnyét kis távolságokra, pl. PMMA, polikarbonát…

POF elve: átlátszó polimer anyag ~ nylon. A mag/core (belső, fényvezető réteg) egy alacsony törésmutatójú burokkal van körbevéve, ami fluorral kezelt polimer, így a fény mindig visszaverődik a mag belsejébe. POF szerkezetek: - SI-POF: (lépcsős törésmutató eloszlású): 1 mag, 1 burok - DSI-POF: (kétlépcsős) – kettős burok, nagyobb sávszélesség - MSI-POF: (többlépcsős) – sok réteg, különböző törésmutatóval - GI-POF: (gradiens törésmutató elo.) – parabolikus átmenet a törésmutatókban, max 2 Gbps, 100m - Többmagos POF, MC-POF: sok mag lépcsős törésmutatóval. - DSI-MC-POF: (kétlépcsős többmagos) – jó nagy sávszélesség… Jellemzői: - fajlagos csillapítás értéke – alkalmasság mérőszáma. o a fluorral adalékolt a nyerő - Hajlíthatóság, flexibilitás: rugalmasabb, mint az üvegszál: 5 mm hajlítási sugár - kis költségű - optikai jellemzői majdnem olyan jók, mint az üvegszálé. Ált. PMMA (polimetil-metakrilát) lépcsős törésmutató eloszlású szálakat használnak, aminek pont olyan a fajl. csillapítás-karakterisztikája, hogy 3 minimum tartománya (átviteli ablak) van: 520 nm, 570 nm és 650 nm körül. Fluorral kezelt lépcsős mutatójú GI-POF - CYTOP – a csillapítás <20 dB/km, sebesség: <=10 Gbps, 100 m esetén. - csillapítás-minimum tartományok: pont 1310 nm és 1550 nm környékén vannak!  FTTH POF alkalmazása: háztartási informatika, szórakoztató elektronika, berendezések összekapcsolása VDSL, WLAN versenytársa lehet hamar.

37

11. GSM cellák tervezése http://digitus.itk.ppke.hu/~takacsgy/tkhtea7_808.ppt , http://digitus.itk.ppke.hu/~takacsgy/tkhtea9_10_08.ppt alapján

ajánlott olvasmány: http://digitus.itk.ppke.hu/~takacsgy/3gppradionetworkplanning.DOC

GSM hálózattervezési helyzetek: - A: új hálózat tervezése – garantálni kell egy lefedettséget. [van szép nagy könyv róla] o Mo-on nem lesz több ilyen, mert foglaltak a 900 MHz-es sávok, nem lesz új szolgáltató. - B: hálózatfejlesztés, ill. –bővítés, pl. új cellákkal o egyre jobban növekszik a forgalmi igény, frekvencia-felhasználás… - C: hálózatfejlesztés új technológiákkal, új szolgáltatásokra, akciókra fölkészítés o DVB-x: Digital Video Broadcasting: x: S: satellites, C: kábelTVs, D: földfelszíni, H: handheld: mobtel o WHG: Wireless Home Gateway: kétéltű telefon: GSM+WiFi  ha tud, átkapcsol olcsóbb VoIP-ra o külföldön hazai TV-t akarja nézni/elindítani… - hasonlóságok A, B, C feladatokra: o rádióhullámok terjedése, szűkös frekvenciakészlet, bázisállomások helyei fogynak, igények nőnek o lakosság fél a nagy antennáktól, de szereti a kis mobiltelefonokat, pedig sokkal erősebben sugároz o technológiák gyorsan változnak, rádiófrekvenciás zavarok gyarapodnak - különbségek: o B és C-ről alig szól tankönyv, pedig B-nek köszönhetően a világon 3.3 md mobil előfizető van o C-hez szemléletváltás kell, új tudomány (apró cellaméret – sűrű fr.váltás, kétéltű roaming, handover)

Hálózattervezési folyamat (A) - bemenő adatok definiálása o terület mérete, típusa (belváros, város, külváros, vidéki), népesség, forgalmi igény, előfizető-sűrűség, előfizetőnkénti forgalom, lefedettség típusa, valószínűsége a követelményekhez (kültéri! – %-ban) o telephely paraméterek (toronyba föl kell mászni:), antenna magassága, kábelhossz – csillapítás, hw kiválasztása, bázisállomás (BTS) teljesítménye (ha sűrűn kell tenni, fölösleges a nagy teljesítmény), érzékenysége, rádióvevők max. száma BTS-enként, antennanyereség, fr.k száma, sávok (1?[89]00) - dimenzionálás, méretezés - feltérképezés: térképi adatok, terjedési modell (dombok?) - nominális/névleges cellaterv ~ hova tehetik a bázisokat - telephelyek megjelelölése – bázisantennáknak (Bp. I. kerületben nem szabad…) - végső cellaterv, kezdeti rendszerhangolás - átvételi vizsgálat: időre elkészül és működik - kereskedelmi forgalomba helyezés. 3GPP Technical Specification (2007-08) – könyv: http://digitus.itk.ppke.hu/~takacsgy/3gppradionetworkplanning.DOC - 3rd Gen Partnership Project – Radio Access Nw, planning aspects, előremutat a B feladat felé. Helyzetvalószínűség (Location probability) – cella lefedettség minőségi kritériuma - a cellák peremént elég kritikus a jel, ott pl. beltéri lefedettség nagyon gyenge… - a shadowing, fading effektek beleszólnak a számításokba (meg egy vizes levelű fa is keresztbe tud tenni…) - car mobile: autóba épített mobiltelefon, kívül van az antennája - 7 dB a jel-zaj viszony városi területeken, 5 dB a peremen. Ec/No threshold: 8 dB a referencia-érték (?) RF-budgets: (RádióFrekvenciás budzsett) RF-link between BTS & MS – jellemzői: - Annex A.1-7 budgets: osztályok kül. fr.-jú GSM-ekre, ezekre van egy leírás, hogy mivel kell számolni. - Path loss: indoor/outdoor, utcaszint fölötti magasság: 1.6 m ha áll, 1 m ha ül - DownLink: adóállomás – kábel – antenna – kézi készülék. UpLink: fordítva } ezekből jön össze a budget. - 1800 MHz-en már más a falak csillapítása… az ablak mellett is más (900MHz)... - Izotropikus kézi készülék: minden irányban azonos erővel ad és vesz. 38

Power Budgets: (teljesítmény számolása:) Downlink Budget:

PinMS = PoutBTS – Lf – Ga – Lpath Uplink Budget:

PinBTS = PoutMS – Lpath + Ga + (Gdiv) – Lf BTS: bázisállomás, MS: kézi beszélő Ga: antenna nyereség PoutMS = 2W, kocsiban max. 5W (hamar lemerül!) PoutBTS – ha növeljük, a környező cellákban zajt okoz.

Nincs zajmentes vevő (termikus viszonyok). Lf korlátozza nagyban a teljesítményt. Ha növeljük a teljesítményt, kisebb lesz a cellaméret – és fordítva.

Okumura-Hata modell a terjedési veszteség (path loss) számolására:

Nagy cellák: 1-3 km - legmagasabb tető fölött kell lennie az antennának - outdoor MS-magasság: 1.5 m - izotróp antennákkal számolnak - pusztán 12 km felel meg 3 km-nek a városban. - kell 10 dB jel-zaj-viszony, hogy átmenjenek normálisan a bitek… - 1. pl. MS: GSM900, 2W teljesítmény, outdoor vs. indoor – beltéri veszteség: 10 dB vidéki

900 MHz, 2W BTS magasság MS magasság Hata veszteség beltéri veszteség

100 m 1.5 m 90.7+31.8 lg(d) 10 dB

60 m 1.5 m 100.1+31.8 lg(d) 10 dB

50 m 1.5 m 123.3+33.8 lg(d) 15 dB

városszéli

városi

60 m 1.5 m 105.1+31.8 lg(d) 10 dB

900 MHz, 2W zajszám (mobtel mellett) jel-zaj-viszony (Ec/No) vevő érzékenység antenna kábel csillapítása antenna nyereség adási teljesítmény …

városi

100 m 1.5 m 95.7+31.8 lg(d) 10 dB

vidéki

1800 MHz, 1W BTS magasság MS magasság Hata veszteség beltéri veszteség

városszéli

50 m 1.5 m 133.2+33.8 lg(d) 15 dB

MSBTS 8 dB 8 dB -104 dBm 2 dB/100m 12 dBi 2W

39

BTSMS 10 dB 8 dB -102 dBm 0 6W

900 MHz, 50 m magas BTS, 1.5 m MS-en a Path loss (dB) a Cellasugár (km) függvényében:

Ugyanez, ha BTS-magasság 100 M => 5 dB-t nyerünk! ( csökken) Kis cellák: - 20 m széles utca, háztető magassága 15 m, BS antenna 17 m magasan, MS magasság: 1,5 m - merőlegesen vannak a házak az utcára. o GSM 900-ra: Loss(dB) = 132.8 + 38log(d/km) o 1800 MHz, kis- vagy külváros: Loss (dB) = 142,9 + 38log(d/km) o 1800 MHz, nagyváros: Loss (dB) = 145,3 + 38log(d/km) - veszteség (dB) a cellasugár (km) függvényében: 

Forgalmi tervezés: - Az épülő GSM hálózatok esetében általában a lefedettség a szűk keresztmetszet - Egy cella kapacitásának számítása o TRX-enként 8 időrés (time slot – TS) o Az első (BCCH) TRX-en csak 7 időrés használható beszédforgalomra o Capacitycell = ErlangB(8 * NTRX-1, GoS) - Egy cella forgalmának számítása: Trafficcell = Acell * densitysubscriber * Trafficsubscriber - Ellenőrzés o Ha Capacitycell >= Trafficcell, akkor nincs szükség az állomások számának növelésére o Ha Capacitycell < Trafficcell, akkor bővíteni kell az állomások számát, forgalmi tervezésre van szükség

B) Hálózatfejlesztés 40

D

Frekvenciák újra felhasználása: technikák

jb

Azonos frekvenciák háromszög rácsán, a hatszögön belül Gond: ha sokan telefonálnak 1 fr-n, interferencia. Ezért nem így csinálják manapság, hanem:

szín 3x. 6

3 2 D 2

Körsugárzó állomás: 12x-es újrafelhasználás 1 cellát 6 irányból zavarhatnak, így a Carrier / Interference 6x-os: C I

3 2 3 K 6 R 2 2 2 K i ij j

R n 6D n

1 3K 6

R ia b

a

1 2

1. Szektorsugárzó: Csak a két legközelebbi azonos fr. cella zavarja egymást 4/12x-es újrafelhasználás Szektorizálás menete: a régi körsugárzó helyére 3 szektorsugárzót tesznek 3 cella lesz 1 helyett – cellasűrítés. C I

R n 2D n

1 3K 2

1 2

2. Frekvencia-ugratás: (újabb trükk) - nem 1 fr.-t használnak egy cellában, hanem többet ugratnak állandóan (1 TDMA keret = 4.165 ms) - fadinget csökkenti - szétkenődik a spektrum, interferencia-átlagolás - frekvencia-diverzitás, interferencia-diverzitás - cellában más ugratási séma  uazokat a fr-kat használhatjuk cellában. o pl. Baseband hopping, Synthesized hopping o különböző ugratási szekvenciák kalkulálhatók, melyeknek ütközési rátája zérus, periódusideje kb 6 min - 3. Multiple Reuse Pattern (MRP): 12-es, 7-es, 4-es újrafelhasználás: o baseband hoppingnál o az egyes állomásokhoz különböző újrafelhasználás szerint allokálunk fr.t o bővítés  újratervezés… 4. Fractional Load Planning - 1/1: cellában ugyanaz a fr.ugratási sémát allokáljuk (nagyobb fr.tartományban) - 1/3: 3 ugratási fr.halmaz, 3-as újraelosztással allokáljuk (keskeny fr.sáv esetén) - előnyei: o nem igényel fr.tervezést o egyenlőtlen forgalomeloszlásnál jól alkalmazható o új TRX (transciever) beépítésekor nem kell fr.tervezni 5. Szinkronizáció Cellaszinkron

Állomásszinkron

Klaszterszinkron (azonos színű celllák nem zavarják egymást) állomás: 1 szektorsugárzó cellái klaszterszinkront nehéz megvalósítani

6. EDGE moduláció GMSK helyett - GMSK: Gaussian Minimal Shift Keying  - EDGE: 8 Phase Shift Keying  41

EGPRS modulációs és kódolási sémák (Modulation & Coding Scheme, MCS) - GPRS: GMSK: CS1-4 (64-160 kbps: sávszélesség időrésenként x8) - EDGE: o GMSK: MCS1-4 (90-141 kbps), o 8PSK: MCS5-9 (180-474 kbps) 7. Link Quality Control - cél: lehető lnb sávszélesség elérése Link Adaptation + Incremental Redundancy … o Link Adaptation:  MCS-t az aktuális radio link viszonynak megfelelően választjuk  csomag újraküldése másik MCS-vel (egy MCS-családon belül)  új mérési eljárások: bithiba-valség (BitErrorProb.) és szórási tényezője  kisebb késleltetés, nem kell memória a vevőben, mérni kell a link minőségét o Incremental Redundancy:  kezdetben kevés redundancia, ha kell, később küldünk redundanciát ~ mindig csak a szükségeset  ha nem sikerül a dekódolás, külünk redundanciát, majd újra 3x, aztán az egészet ~ vö. flow control  memória igény a vevőben, nagyobb késleltetés - … —— O ——

HSPA Evolution – mobil szélessávú elérés teljesítményének fokozása 2008-as közlemény: mobil 3G (>1Mbps) - cél: nagyobb letöltési sebesség, kisebb késleltetés, nagyobb kapacitás, alacsony akkuhasználat, VoIP használat, MIMO (Multiple In-&Output)… - HSPA Evolution Specifikáció: o WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) a 3G technológia o downlink: HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access): 14 Mbps [HSDPA-ról még a 6. tételnél] o uplink (E-UL): 1.4 Mbps o ~ ADSL feeling  o Release 7 of spec: (7. szabványcsomag)  HigherOrder Modulation, MIMO, folytonos csomag-összeköttetés (CPC: spórolunk a kapcsolásokon)  cella-fakkok, downlink optimized broadcast, multicarrier operation, … o Release 8: downlink: 42 Mbps, uplink: 14 Mbps - Higher-order modulation: D: 64QAM, 21 Mbps, U: 16QAM, 11 Mbps o physical control channels  channel quality  - MIMO: multi-használat párhuzamosan, több antennán érkezik 1 userhez az adat… precoder… o több módon is megkapja ugyanazt, biztos jó. o rank: sorrendiség o Release 7-ben: QPSK/16QAM, 28 Mbps, Release 8-ban: 64QAM, 42 Mbps - Multicarrier operation: o több szomszédos frekvencia sávon küldi ugyanazt – hatékonyabb. (?) - Layer-2 enhancements o Radio Link Control, Round Trip Time, size of RLC window… (?) - Continuous packet connectivity o késleltetések csökkentésére megtartja a kapcsolatokat amikor ideiglenes inaktív - UE DTX/DRX (User Equipment Discontinuous Transmission from / Reception at the UE) o telep kontrollálása, sokat alszik bekapcsolva, „micro sleep‖mode – időnként megnézi, van-e action - Enhanced CELL_FACH („cella-fakkok‖) o bizonyos infók bizonyos fakkokba kerülnek, csak ott kell megnézni - MBSFN, downlink-optimized broadcast (Multi-/Broadcast Single Frequency Network) o multicast, kinek uazt a műsort kell küldeni – szinkronizálni kell o nem interferálódnak, még többszörösen lefedett vidékeken sem… 42

12. Műsorszóró (műsortovábbító, műsorkézbesítő) hálózatok Broadcast (multicast, unicast) networks

Frequency Management • • •

allocation(szétosztás) (of a frequency band) allotment (szétosztás)(of a radio frequency or radio frequency channel) assignment (kiosztás)(of a radio frequency or radio frequency channel): Authorization given by an administration for a radio station to use a radio frequency or radio frequency channel under specified conditions.

Frequency bands for broadcasting

• • •

- Bands below 30 MHz are not suitable for multimedia services having high bandwidth VHF band is not preferred by the TV manufacturers Radio Spectrum Policy Group prefer UHF IV-V band and 1452 – 1479,5 MHZ bands for broadcasting

Mi a probléma a „bevált” műsorsugárzással? •

Csak 3 országos földfelszíni TV csatorna van 43

• • • •

A műsorszóró frekvenciák elosztása az ORTT kezében van! A lakosság nagyobbik fele csak az országos csatornákat tudja nézni !!!! Közszolgálati feladatok? Technikai megoldás bőven van! DVB-T, DVB-H, DVB-S, DVB-C, IPTV……………. • A T-Home TV egy olyan új tévészolgáltatás, amelynek alapja az IPTV. • Az Antenna Digital olyan digitális, "kábel nélküli" kábeltévé-szolgáltatás, amelynek mikrohullámú jeleit a Széchenyi-hegyi adótoronyból sugározzuk. A korábbi analóg szolgáltatással szemben nemcsak digitális minőséget, hanem számos más előnyt is nyújt, mint elektronikus műsorújság, Dolby Digital hang stb • multiplex üzemszerű sugárzását Budapesten a 43-as és 51-es UHF csatornán, illetve Kabhegyen a budapesti 1-es multiplexet a 64-es UHF csatornán multiplexben a három közszolgálati adó, az mtv, m2 és DUNA TV műsorai foghatók. Továbbá, ezekhez a csatornákhoz elérhető elektronikus programkalauz (EPG) és superteletext szolgáltatásunk • DVB-T (digitális adás,csatorna kódolás)kísérleti adás • MinDig TV digitalis földi televíziós szolgáltatás díj nélkül HD SD Duna + EPG

Changing on the TV market:

Customized TV • Broadcast • ‖The same size for everybody‖ret • The broadcasing must use the full bandwidth even in case of no user.. • Multicast • ‖Series of sizes‖ • The bandwidth is consumed according to the actual usage. • SDV • IPTV • Unicast • ‖Tailored‖ • Customized content for individual users • VoD • Start-over • Time-shifting • Advanced advertising

Radio based digital multimedia systems • •

•

Cellular systems (GSM, UMTS) Terrestrial broadcasting systems (DVB-T, DVB-H) • megfelelő tervezési technikák alkalmazásával a multimédia hálózatok megvalósíthatók a DVB-T pozíciók felhasználásával a IV/V. sávban • a sáv újratervezése nélkül fokozatosan bevezethető Hybrid systems (satellite and terrestrial)

IPTV •

Az IPTV több szolgáltatási felületet tud integrálni 44

•

A multi-platform IP szolgáltatások rohamosan terjednek, egyre népszerűbbek és egy új trendet figyelhető meg abból a szempontból, hogy az emberek miként ‖fogyasztanak‖ tartalmat TV, Rövid videók, Video beszélgetés, Chat

Mi is az a “stream-alapú” TV? •

•

Broadcast TV • 100-130 analóg program • Sávszélesség: 6-8 MHz x a programok számával (27-36 Mbps adatfolyam) • A tévénézők számától függetlenül Stream-alapú TV • Korlátlan számú program • Sávszélesség: 3.8Mbps x a bekapcsolt készülékek száma

Személyre szabható TV rendszer • •

Cable DSL

Program time shifting (Programok időfüggetlen megtekintése) • •

A digitális adás a broadcast műsortovábbítással egyidőben a Stream Cache eszközön is áthalad Amit a néző megnyomja a szünet (vagy a vissza) gombot, egy új, egyedi stream jön létre

• • • • • • • • •

Az éppen adásban lévő műsor újra, az elejétől megnézhető Amennyiben a szolgáltató engedélyezi Az adást követő időkorláton belül Bizonyos (prémium) programokhoz akár hosszabb időablak is rendelhető Szünet (pld. egy telefonhívás miatt) Azonnali visszajátszás (pld. 5 mp-es visszatekerés) Visszaugrás (pld. 30 mp) Időben előre ugrás (amennyiben a szolgáltató engedélyezi) Egyik TV készüléken le lehet állítani az adást, és a másikon tovább folytatni a televíziónézést

Movies on demand (Igény szerinti filmválasztás) • • • • • • •

Film adatbankból történő választás Szünet, előre- és hátraugrás lehetősége Újraindítás Egyszer Időkorlátok között akárhányszor (2 - 24 óra) Prémium filmekért magasabb ár kérhető Az időkorlátok közötti többszöri újraindításért is kérhető magasabb díj

Personal “play lists” (Személyes programterv) • • • • • • • • • • • •

A néző az elektronikus műsorújságból – adott időkorlátok között – programokat választ A néző határozza meg a programok megtekintésének sorrendjét A RetroVue adott időben bekapcsolja a kiválasztott egyedi adásokat, streameket Értéknövelt szolgáltatások itt is érvényesek -- pld. a reklám átugrása Személyes programterv állítható össze Amennyiben a tartalom tulajdonosa engedélyezi az időbeli ugrást A rendelkezésre álló adás és a filmadatbank bármely kombinációja összeállítható Napi vagy akár heti programterv Programtervek menthetők vagy módosíthatók ―Anya kedvencei‖, ―Lajoska programja‖, stb. Egyéb alkalmazási lehetőségek: A gyerek tévézésének kontrollálása 45

•

Bizonyos programok időben történő blokkolása (pld délután, amikor a szülők nincsenek otthon)

Multimedia program distribution 3 kind of basic transport networks • Traditional broadcasting network (analogue or digital) • Dedicated data network for multimedia transport (IP TV, t-home) • Multimedia content on general networks like : • Internet based multimedia • Multimedia over GPRS/UMTS

Alkalmazások file transfer

„http streaming” fájl átvitel alapú médiaátvitelre: • •

Feladat: mostantól számítva T idő hosszú M bitnyi anyagot kell letölteni rbecsült bitsebességen: • Akkor játszhatunk le, ha M < T·rbecsült • Azaz: hátralévő fájlméret < hátralévő idő alatt letölthető adatmennyiség Megoldandó problémák a fenti képlettel: • Teljesülni kell keretenként (pl. képenként) is • rbecsült meghatározandó, sőt időben változhat

media streaming •

Nem csak egyedül a tartalom célba juttatása, hanem az időbeli hűség is fontos: • Néhány másodperces késleltetést elviselünk az indulásig • Ha már elegendő mennyiség megérkezett ahhoz, hogy a lejátszást el tudjuk kezdeni, akkor folyamatos lejátszást kell biztosítani. Valósidejű átvitelre alkalmas formátumok a jelenlegi hálózatokon Hálózati kapcsolat Teljes bitsebesség 32 kbit/s GPRS 50 kbit/s EDGE 128 kbit/s UMTS 192 kbit/s UMTS, WLAN 256 kbit/s HSDPA, WLAN 320 kbit/s WLAN, DSL 512 kbit/s DSL, LAN 1800 kbit/s DSL, LAN

Videó bitsebesség 24 kbit/s 48 kbit/s 112 kbit/s 176 kbit/s 224 kbit/s 288 kbit/s 448 kbit/s 1500 kbit/s

Streaming média lejátszó jellemző protokoll rétegei:

46

Képméret 160 x 120 160 x 120 160 x 120 320 x 240 320 x 240 320 x 240 352 x 288 704 x 576

Képvált. Frekv. 6¼ Hz 8⅓ Hz 12½ Hz 12½ Hz 12½ Hz 12½ Hz 25 Hz 50 Hz i

Interaktív átvitel •

Az időbeli hűség az elsődleges szempont: • Azonnali indulás fogadható csak el • Körbefordulási idő: 200 ms jó, max. 400 msec • A megbízhatóság csak másodlagos szempont: legyen a lehető legjobb a minőség, de ez semmiképpen sem ronthat az időbeliségen. Magyarországi GE06 digitális tervbejegyzések allotmentek és assignmentek (területeken más-más frekvencia kiosztás)

MPEG-2. • • •

• •

a.) Traditional television systems transform the signals from GBR to a brightness signal (Y ) plus two color difference signals b.) MPEG-2 compression system SDI – Serial Digital Interface. Serial coaxial cable interface standard intended for production digital video signals.

Intra-coding relies on two characteristics of typical images. First, not all spatial frequencies are simultaneously present, and second, the higher the spatial frequency, the lower the amplitude is likely to be. Intra-coding requires analysis of the spatial frequencies in an image. Inter-coding relies on finding similarities between successive pictures. The next picture can be created by sending only the picture differences. The shifting process is controlled by a pair of horizontal and vertical displacement values (collectively known as the motion vector) that is transmitted to the decoder. The motion vector transmission requires less data than sending the picture-difference data.

MPEG Streams An elementary stream is an endless near real-time signal. Program streams have variable-length packets with headers In a transport stream the PES packets are further subdivided into short fixed-size packets and multiple programs can be carried in the same stream. • • • • • • • • • • • • • • •

Szín tér Y (világosság), Cb, Cr (szín) Szín felbontás Emberi szem érzékenyebb a világosság információra mint a színre 4:2:2, MPEG-2 : ISO/IEC 13818 (1994) Általános célú mozgókép és hang tömörítés. MPEG-1 kompatibilitás Váltott soros videó (!) 4:2:0, 4:2:2, 4:4:4 formátum Skálázható Profil, Level definíció Legelterjedtebb SDTV, HDTV, -T, -S, -C, DVD, HD-DVD,…

Hierarchikus szerkezet • Szekvencia • Képcsoport • Kép • Szelet • Makroblokk • Blokk 47

interpoláció mindkét irányból Általános kódoló  MPEG2 bit-rates High Definition TV: Stúdió minőségű közvetítés: 16:9-es tv közvetítés: Sport közvetítés: Hír és szórakoztató műsorok: VHS minőségű filmek: Mono hang: Sztereo hang: egyéb adat:

14,00 Mb/s 8,064 Mb/s 5,760 Mb/s 4,608 Mb/s 3,456 Mb/s 1,152 Mb/s 128 kb/s 512 kb/s 9,6 kb/s

A Transport Stream felépítése

Duna TV Amerikában is fogható műholdon.

48