Telekomunikacyjne systemy dostępowe. Sieć dostępowa - połączenie pomiędzy centralą abonencką a urządzeniem abonenckim. Sieci dostępowe – najdroższy element.

Prezentacja na temat: "Telekomunikacyjne systemy dostępowe. Sieć dostępowa - połączenie pomiędzy centralą abonencką a urządzeniem abonenckim. Sieci dostępowe – najdroższy element."— Zapis prezentacji:

1 Telekomunikacyjne systemy dostępowe

2 Sieć dostępowa - połączenie pomiędzy centralą abonencką a urządzeniem abonenckim. Sieci dostępowe – najdroższy element systemu telekomunikacyjnego (ok. 70%), bo duża liczność i duże rozproszenie abonentów indywidualnych. para przewodów miedzianych, przewody energetyczne, światłowód, połączenie radiowe, połączenie optyczne.

3 np. 10000 abonentów, średnio 2 km 20000 km linii ! Sieć dostępowa POTS

4 Potrzeba powszechnego dostępu do danych cyfrowych... Dane te są dostępne w centralach, węzłach sieciowych, w sieciach szerokopasmowych… ale chcemy doprowadzić je do abonentów... … i chcemy wykorzystać istniejącą sieć telefoniczną (koszt!).

5 Typowe pasmo łącza telefonicznego 0,3 - 3,4 kHz w tym pasmie trzeba się zmieścić! przepustowość kanału telefonicznego - maksymalna szybkość transmisji informacji (w bitach na sekundę), (przy założonej jakości połączenia). B = 3,1 kHz SNR = 1 (0 dB) C t = 3,1 kb/s SNR = 10 (10 dB) C t = 11,8 kb/s SNR = 100 (20 dB) C t = 20,7 kb/s SNR = 1000 (30 dB) C t = 34,0 kb/s SNR = 10000 (40 dB) C t = 41,4 kb/s

6 Jakość sygnału musi być bardzo dobra, aby uzyskać dużą przepustowość......i trzeba stosować wielowartościowe modulacje przebiegu nośnego, aby pasmo mogło pozostać 300 Hz - 3400 Hz...dlaczego? tłumienność linii szybko rośnie powyżej 4 kHz, rośnie przesłuch między przewodami modemy

7 zalecenie V.01 parametr „0” „1” ASK ton wyłączony włączony FSK częstotliwość wyższa niższa PSK faza odniesienia przeciwna DPSK zmiana fazy brak zmiany zmiana fazy

8 Modemy ZalecenieSzybkośćParametry V.21= < 300 b/sFSK 980/1180 Hz i 1650/1850 Hz moc wyj. = < 1mW V.221200/600 b/sPSK 1200 Hz/2400 Hz V.22 bis2400/1200 b/s16-QAM V.231200/600 b/s V.329600 b/s1800 Hz n-QAM +TCM V.32 bis14400 b/s1800 Hz 32-QAM V.3428800 b/s V.34 bis33600 b/s V.9056 kb/sn-QAM +kompresja V.9256 kb/s i to jest kres możliwości systemu telefonicznego...

9 Modem V.21 modulacja FSK 300 b/s łączność dupleksowa !

10 modem V.22 bis 2400 b/s, ale szybkość modulacji 600 bodów bity grupowane w czwórki pierwsze dwa określają kwadrant konstelacji, pozostałe dwa - punkt w kwadrancie modulacja 16-QAM łączność dupleksowa

11 modem V.32bis maksymalnie 14400 b/s jedna częstotliwość 1800 Hz w obydwu kierunkach kompensacja echa szybkość modulacji 2400 bodów (typowa dla nawet „szybkich” modemów) modulacja 128 QAM ale w połączeniu z kodowaniem splotowym – Trellis Code Modulation (TCM) w danym cyklu możliwy jest wybór tylko 64 wartości parametrów fali nośnej (1800 Hz) - równoważne to jest 6 bitom na symbol (TCM64) inne przepływności 9600 b/s TCM32 4800 b/s 4QAM 6 bitów danych + bit dodatkowy z kodowania splotowego = razem 7 bitów na symbol (128 punktów konstelacji)

12 modem V.42bis kompresja danych 4:1, typowo 2:1 korekcja błędów modem V.90 i V.92 przepływność maks. 56 kb/s down i 33 kb/s up koniec analogowych modemów

13 W 1980 roku J. W. Lechleider zaproponował użycie zwykłej linii telefonicznej jako kanału szerokopasmowego na krótkim odcinku między abonentem a centralą. Tę technikę „ochrzcił” jako cyfrową linię abonencką. Czy to jest możliwe w tradycyjnym kablu telefonicznym? Digital Subscriber Line = DSL

14 Tłumienie zależy od medium transmisyjnego media przewodowe wykładniczo z odległością media bezprzewodowe z potęgą (kwadratem) odległości można uzyskać dużo większe zasięgi

15 wpływ szybkości transmisji (czyli ~ częstotliwości) na zasięg wyniki okazały się trochę obiecujące…

16 podjęto starania nad udoskonaleniem dostępowych kabli telefonicznych pojawiły się standardy szybkiego przesyłania danych cyfrowych w linii telefonicznej...dopuszcza się tłumienność do 30 dB Przewód Cu 0,5 mm 1 km - 177  20 kHz4,1 dB/km 50 kHz5,3 dB/km 90 kHz6,5 dB/km 138 kHz 7,8 dB/km 276 kHz 11 dB/km 400 kHz 13,2 dB/km ~ 1,58 x dla napięcia

17 Technologie przesyłu danych po liniach kablowych (skrętce) ISDN DSL 160 kb/s HDSL2048 kb/s3,6 km ADSL6 Mb/s3,6 km VDSL13 Mb/s1,2 km 26 Mb/s0,6 km 52 Mb/s0,3 km. xDSL

18 kiedyś połączenia 6-przewodowe, potem 4-przewodowe, obecnie 2-przewodowe transmisja dupleksowa (z kompensacją echa) przepływności – początkowo 1,536 Mb/s (T1), potem 2,048 Mb/s (E1) kod liniowy w pasmie podstawowym 2B1Q (pasmo ok. 600 kHz) lub modulacja CAP 64 (pasmo ok. 300 kHz) zasięg: 3,6 km ze wzmacniaczem dla kabla o przekroju 0,4 mm; 10 km ze wzmacniaczem dla kabla o przekroju 0,8 mm Modulacja CAP 64 – trochę podobna do 64 QAM ale realizowana cyfrowo – w procesorze HDSL - High data rate Digital Subscriber Line

19 przepływność w kierunku sieć - abonent większa niż abonent - sieć 1 para przewodów do 640 kb/sdo 6 Mb/s tu konieczne jest kasowanie echa kanały 0 20 255 modulacja CAP; obecnie DMT DMT  OFDM korekcyjne kodowanie danych - splotowe i RS ADSL – Asymetric DSL

20 ADSL DMT  OFDM 256 „równoległych” wąskopasmowych (4 kHz) kanałów; odstęp kanałów 4,3125 kHz modulacja QAM w kanałach; przepływność w każdym do 15-16 b/s/Hz, dostosowywana do (S/N) maksymalna przepływność w jednym kanale 60 - 64 kb/s ale łączna przepływność  256 x 64 kb/s

21 splitter (rozdzielacz) ADSL

22 bardzo duże przepływności, ale mały zasięg brak jednolitych ustaleń międzynarodowych modulacja DMT + transformacja falkowa konieczna współpraca z sieciami światłowodowymi 13 Mb/s1,2 km 26 Mb/s0,6 km 52 Mb/s0,3 km FTTB FTTC VDSL – Very High DSL

23 Porównanie zakresów częstotliwości

24 Rate Adaptive DSL Single DSL

25 systemy bezprzewodowe możliwe zakłócenia pasmo ograniczone (regulacje) prosta infrastruktura możliwość łączności w ruchu systemy przewodowe pasmo ~ nieograniczone (prawnie) możliwość zwielokrotnienia przestrzennego złożona infrastruktura

26 Sieć telewizji kablowej jako sieć dostępowa w góręw dół 5 MHz 42 MHz 54 MHz 900 MHz wymagane odpowiednie protokoły dostępu do sieci (TDMA)… modulacja 64QAM lub 256QAM w jednym kanale 6-8 MHz jeden kanał TV (6-8 MHz) w tym zakresie przeznaczony jako dostępowy jeden kanał zwrotny (~ 4 MHz) zwiększony poziom zakłóceń, ale małe tłumienie kabli; współcześnie to pasmo jest wolne, łatwiejsza konstrukcja filtrów niski poziom zakłóceń, duże tłumienie kabli modulacja PSK lub QPSK

27 Kanał zwrotny – problem z przenikiem sygnału do odbiorników RTV ~ 10 mV ~ 1 V

28 Modem kablowy w sieci CATV

29 Transmisja danych po przewodach energetycznych PLC - Power Line Communications Należy liczyć się z dużym tłumieniem i bardzo dużym poziomem zakłóceń

30 do szybkich transmisji - za mało można wykorzystywać do wąskopasmowej transmisji, o małej przepływności (sterowanie na odległość, odczyt mierników) Szybkie transmisje – potrzeba częstotliwości aż do 30 MHz Wtedy system PLC może stać się bardzo rozległym nadajnikiem zakłóceń RF przepustowości do ~ 2 Mb/s na zewnątrz budynków ~~ 12 Mb/s wewnątrz (nawet ~ 40 Mb/s) od 150 kHz zaczyna się pasmo chronione zakres pasmo cz. max. napięcie zastosowanie A 9-95 kHz 10V służby B 95-125 kHz 1,2Vdomowe C 125-140 kHz 1,2Vdomowe Pasma do PLC (wg CENELEC)

31

32 Sieć PLC w sieci zewnętrznej i wewnętrznej budynku bezpieczniki przewód zerowy moduł komunikacyjny stacja bazowa S - sprzęgacze dotad

33 Optyczne (światłowodowe) sieci dostępowe aktywne - sieć zawiera elementy wymagające zasilania (wzmacniacze, regeneratory, …), przeprowadzające obróbkę rozprowadzanych sygnałów, kosztowne utrzymanie w eksploatacji; pasywne - tylko elementy pasywne typu sprzęgacz, rozdzielacz (splitter), filtr niskie koszty, duża niezawodność, mniejsze zasięgi. Elementy wymagające zasilania - tylko na końcach.

34 OLT = Optical Line Terminal DSLAM = DSL Access Multiplexer ONU = Optical Network Unit RN =Remote Node Światłowody w sieciach dostępowych

35 Aktywne dostępowe sieci optyczne Pasywne dostępowe sieci optyczne (PON) upstream - lasery 1310 nm downstream – 1 laser 1490 nm konieczne TDMA tańsze jakaś synchronizacja

36 W sieciach PON stosuje się tryb rozgłoszeniowy (dyfuzyjny) – - mniejsze bezpieczeństwo korespondencji (jest szyfrowanie).