Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

1 Hozzáférési hálózatok Vida Rolland 2005.11.17. Hozzáférési hálózatok2005.11.172 Miért „fiber”? Ma már nem a webezés befolyásolja a hozzáférési technológiákat,

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "1 Hozzáférési hálózatok Vida Rolland 2005.11.17. Hozzáférési hálózatok2005.11.172 Miért „fiber”? Ma már nem a webezés befolyásolja a hozzáférési technológiákat,"— Előadás másolata:

1 1 Hozzáférési hálózatok Vida Rolland

2 Hozzáférési hálózatok Miért „fiber”? Ma már nem a webezés befolyásolja a hozzáférési technológiákat, inkább a multimédia  MPEG-1 – ISO/IEC szabvány Moving Pictures Experts Group 50:1 – 100:1 video tömörítés 1.5 Mbps, VHS minőségű kép  MPEG-2 DVD minőségű kép Nagyfelbontású, nagy színmélységű, teljes mozgású videó (pl. élő sportközvetítés) – 4-8 Mbps HDTV – 14 Mbps Az ADSL sávszélessége messze nem elegendő ehhez  Csak nagyon rövid helyi hurkok esetén

3 Hozzáférési hálózatok Miért „fiber”? HFC (Hybrid Fiber Coax)  Az eredeti MHz-es kábeleket 850 MHz-s koax kábelek váltják föl Plusz 300 MHz → 50 db új 6 MHz-es csatorna QAM-256-al 40 Mbps egy csatornán → 2 Gbps új sávszél 500 ház egy kábelen → mindenkinek jut 4 Mbps downstream, ami elég egy MPEG-2 filmhez  Szépen hangzik, de... Minden kábelt le kell cserélni 850 MHz-es koaxra Új fejállomások, új fényvezető csomópontok (fiber node), kétirányú erősítők A teljes kábelhálózati rendszert le kell cserélni Akkor miért ne legyen minél több fényvezető szál benne?

4 Hozzáférési hálózatok A kis sebesség ma már kínzás!!

5 Hozzáférési hálózatok A sebesség fontos!! 2001 augusztus 17 Az MGM, Paramount Pictures, Warner Brothers és a Universal Studios bejelentenek egy közös tervet melyszerint letölthetővé tesznek filmeket kölcsönzés céljából az Interneten 2002 december 9 „Hollywood’s Latest Flop”, Fortune Magazine: „A fájlok óriásiak. A 952 MB-os Braveheart letöltése otthoni DSL kapcsolaton keresztül majd 5 órába telt. Ugyanennyi idő alatt 20 utat megtehettünk volna a helyi video kölcsönzőig és vissza” TechnológiaPercÓraNap Modem 56 kb/s 2 ISDN 128 kb/s DSL 1 Mb/s2.5 Cable 2.5 Mb/s 1 45 FTTH0.4 Becsült minimális idő a Braveheart letöltésére

6 Hozzáférési hálózatok Adatátvitel fényvezető szálon Három fő komponens:  Fényforrás LED, félvezető lézer  Átviteli közeg Rendkívül vékony üvegszál  Fényérzékelő (detektor) Ha van fényimpulzus – logikai 1 bit Ha nincs – logikai 0 bit A villamos jeleket fényimpulzusokká kell alakítani és vissza  A detektor fény hatására elektromos impulzusokat állít elő Az adatátviteli sebesség elméletileg korlátlan (fénysebesség)  A gyakorlati max. sebesség egy szálon ma kb. 10 Gbps Képtelenek vagyunk gyorsabban átalakítani a jeleket és vissza Laboratóriumi körülmények között már 100 Gbps-ot is elértek

7 Hozzáférési hálózatok Adatátvitel fényvezető szálon Egy egyszerű üvegszál a gyakorlatban használhatatlan  A fény elszivárog  Ha a fény az egyik közegből átlép a másikba (pl. üvegből levegőbe) megtörik A visszaverődés mértéke függ a közegek fizikai jellemzőitől (törésmutató) és a beesési szögtől Ha a beesési szög nagyobb egy határértéknél, a fény visszaverődik az üvegbe

8 Hozzáférési hálózatok Fényvezető szálak Többmódusú szál  A fényimpulzusok hosszanti irányban szétszóródnak a szálban  Egyszerre több, különböző szögben visszaverődő fénysugár halad  Minden sugárnak más a „módusa”  Olcsó megoldás, de csak kis távolságokra hatékony (500 m) Egymódusú szál  Ha az üvegszál átmérője nagyon kicsi, a fény visszaverődés nélkül, egyenesen terjed  Jóval drágább maga a szál, és nagyobb kapacitású, jobb lézereket is igényel  Nagyobb távolságok áthidalására sokkal jobb 50 Gbps 100 km távolságba erősítés nélkül A transzatlanti optikai kábeleknél nagyon fontos, hogy kevés erősítőre legyen szükség  A gerinchálózatban csak egymódúsú szálakat használnak

9 Hozzáférési hálózatok Fényvezető szál Core (mag)  Üvegszál, vezeti a fényjeleket Többmódusú szálra kb 50 μm  emberi hajszál Egymódúsú szálnál kb 8-10 μm  Műanyag is lehet Olcsó, de sokkal erőssebb a csillapítása Cladding (tükröző anyag)  Üveg  A magban tartja a fénysugarakat Kissebb a törésmutatója Coating  Műanyag, védi az üveget

10 Hozzáférési hálózatok Fényvezető kábelek Egy fényvezető kábelben akár 1000 fényvezető szál  Gbps átviteli sebesség

11 Hozzáférési hálózatok Csatlakoztatás A szálakat többféleképpen csatlakoztathatjuk  Mechanikus csatlakozókkal (lencsék) A szereléshez finom műszer, pormentes környezet 10-20% veszteség, de megkönnyíti az újrakonfigurálást  Mechanikus illesztéssel Mindkét szálat meghatározott szögben lenyessük  A nyesett végeket összeillesztjük és szorítóval összefogjuk Az illesztés pontosságán javíthatunk ha az egyik szálba belevilágítunk  Addig mozgatjuk finoman a szálakat, amíg a kijövő jel intenzitása a legnagyobb lesz Kb 10% veszteség, de egy szakértő 5 perc alatt összeköti  Összeforrasztás (hegesztés) Majdnem olyan jó mint a gyárilag húzott szál Nagyon elterjedt megoldás  Ragasztás Nem túl elterjedt

12 Hozzáférési hálózatok Fényforrások A fényimpulzusok előállítására használt fényforrások:  LED – Light Emitting Diode Alacsony adatátviteli sebesség Többmódusú, kis távolságokra használatos Hosszú élettartam, kis hőérzékenység Olcsó  Félvezető lézer Magas adatátviteli sebesség, nagy távolságokra Egy- vagy többmódusú Rövid élettartam, nagy hőérzékenység Drága

13 Hozzáférési hálózatok Miért fiber? – nagyobb sebesség Tipikus átviteli sebesség egy 100 méteres kábelen Gbps Twisted PairCo-axMultimodeSingle-mode

14 Hozzáférési hálózatok Miért fiber? – nagyobb távolságok Tipikus átviteli távolság 1 Gbps sebességre

15 Hozzáférési hálózatok Fiber vs. Réz érpár Egy csavart réz érpáron egyszerre 6 telefonhívás vihető át Egy optikai szálpáron több mint 2.5 millió párhuzamos telefonhívás Egy hasonló kapacitású csavart érpár köteghez képest 1%-os súly és méret

16 Hozzáférési hálózatok Fiber vs. Réz érpár Optikai kábel  Fényjelekkel működik  Nem érzékeny az elektromágneses interferenciákra  Ismétlők kb. 30 km után  Kismértékű hőtágulás  Törékeny, viszonylag merev anyag  Kémiailag stabil // Réz érpár  Elektromos hullámok  Érzékeny az elektromágneses interferenciákra  Ismétlők 5 km után  Nagymértékű hőtágulás  Hajlítható anyag  Érzékeny a korrózióra és galvanikus reakciókra  Újrahasznosítható Jó pénzért el lehetne adni a rezet

17 Hozzáférési hálózatok FTTx FTTx – Fiber To The x  FTTB – Fiber To The Building  FTTC – Fiber To The Curb  FTTD – Fiber To The Desk  FTTE – Fiber To The Enclosure  FTTH – Fiber To The Home  FTTN – Fiber To The Neighborhood  FTTO – Fiber To The Office  FTTP – Fiber To The Premises  FTTU – Fiber To The User

18 Hozzáférési hálózatok FTTC Fiber To The Curb  Üvegszál az elosztódobozig Üvegszál a helyi központból minden lakókörzetig  A szál egy ONU-ban végződik Optical Network Unit – optikai hálózategység  Kb. 16 helyi rézhurok csatlakozhat hozzá Nagyon rövid hurkok, lehetséges szimetrikus nagysebességű kiterjesztés  Pl. VDSL – Dél-kelet Azsiában nagyon elterjedt Alkalmas MPEG-2 átvitelre, videokonferenciázásra Az FTTC maga szimetrikus átviteli sebességeket biztosít

19 Hozzáférési hálózatok FTTC/VDSL architektúra

20 Hozzáférési hálózatok FTTH Fiber To The Home  Üvegszál otthonra Rendszerelemek  OAN: Optical Access Network Optikai hozzáférési hálózat  ONU: Optical Network Unit Az előfizető otthonában  OLT: Optical Line Termination végződtetés a szolgáltató hálózatában CO/HE // ONUOLT OAN

21 Hozzáférési hálózatok Miért FTTH? Az FTTH előnyei  Hatalmas adatátviteli kapacitás  Könnyen feljavítható (upgrade)  Könnyen telepíthető Földben és levegőben vezethető kábelek  Teljesen szimetrikus szolgáltatások biztosít  Alacsony üzemeltetési és karbantartási költségek  Nagyon nagy távolságok esetén is működik  Kis átmérőjű, könnyű kábelek  Biztonságos kommunikáció  Nem zavarják elektromágneses interferenciák

22 Hozzáférési hálózatok FTTH architektúrák PON – Passive Optical Networks  Több felhasználó (max. 32) megoszt egy fényvezető szálat  Optikai splitter-ek a jel szétválasztására és aggregálására  Áramellátás csak a végeknél szükséges  Osztott hálózat – Point to Multipoint (P2MP) Active Node  Az előfizetőknek saját fényvezető száljuk Point to Point (P2P)  Aktív, árammal táplált csomópontok a forgalom elosztására Ethernet switch  Layer2/Layer3 switching/routing Hybrid PON  Az előbbi két architektúra kombinált változata

23 Hozzáférési hálózatok PON architektúra // ONU OLT Optikai splitter Általában km

24 Hozzáférési hálózatok Active Node architektúra // ONU Active Node (powered) 70 km-ig10 km-ig OLT

25 Hozzáférési hálózatok Hibrid architektúra // ONU OLT Active Node (powered) 70 km-ig // 10 km-ig Optikai splitter

26 Hozzáférési hálózatok Ethernet vagy ATM? Egy OLT-hez több PON köthető  Mindegyik olcsó passzív optikai filtereken keresztül jut el sok ONU-hoz  Nincs szükség aktív elektronikai eszközökre, és azok karbantartására Két külön technológia vetélkedik egymással  APON – ATM-based PON ITU-T G.983.x Az első PON implementáció  EPON – Ethernet-based PON

27 Hozzáférési hálózatok Le- és feltöltés A le- és feltöltés nem egyformán működik  A letöltés broadcast A splitter minden szálra kitesz minden csomagot Az ONU csak azt a csomagot kezeli melyet neki címeztek (fejléc alapján)  A feltöltés TDMA-t használva történik Az OLT időszeleteket oszt ki az ONU-knak Szinkronizált csomagküldés Az ONU kérhet plusz szeleteket, ha van küldenivalója

28 Hozzáférési hálózatok APON Segmentation and Reassembly (SAR)  Fix hosszúságú csomagok 53 byte-os ATM cellák  Az adatok átmennek egy ATM Adaptation Layer-en (AAL) ahol 48 byte-os darabokra osztják őket Plusz 5 byte a fejléc  A címzettnél az eredti forgalmat újból összerakják A SAR miatt az ATM kifejezetten alkalmas video, hang és adatátvitelre  A kis, fix hosszúságú cellákban jól lehet késleltetésre érzékeny forgalmat szállítani  A procedúra időigényes, az 5 byte-os fejléc pedig nem hatékony (10%-os overhead) A fix hosszúságú cellák jól illeszkednek a PON TDMA alapú feltöltéséhez  Könnyű az időszeletek kezelése, nincsenek ütközések  Az ONU-k itt is használnak távolságbecslést (ranging) a szinkronizációhoz

29 Hozzáférési hálózatok EPON Az adatok az IEEE (Ethernet) formátumot használják  Változó hosszúságú csomagok 64 és 1518 byte között Hogyan oldjuk meg a TDMA alapú feltöltést?  Lehetne max. hosszúságú szeleteket kiosztani Bármilyen csomag belefér Nem hatékony, sávszél pazarlás  Lehetne fix hosszúságú szeleteket használni, melyekbe több csomagot be tud rakni az ONU Javít a hatékonyságon, de még mindig nem ideális Nehéz változó hosszúságú csomagokkal jól feltölteni egy fix hosszú szeletet  Feloszthatjuk az Ethernet kereteket (frame) fix hosszúságú részekre Egyszerűbb lesz a feltöltés Az ár egy SAR funkció hozzáadása az EPON protocoll stack-hez

30 Hozzáférési hálózatok EPON downstream forgalom

31 Hozzáférési hálózatok EPON downstream csomagok Fix időközönként küldött frame-ek, változó hosszúságú csomagokkal Szinkronizációhoz szükséges információ minden frame előtt Minden csomag fejléce megmondja ki a címzett Hibaellenőrző információ a csomag végén

32 Hozzáférési hálózatok EPON upstream forgalom

33 Hozzáférési hálózatok EPON upstream csomagok Az upstream forgalom frame-ekre osztva Minden ONU-nak van egy saját időszelete, melyet változó hosszúságú csomagokkal tölthet fel


Letölteni ppt "1 Hozzáférési hálózatok Vida Rolland 2005.11.17. Hozzáférési hálózatok2005.11.172 Miért „fiber”? Ma már nem a webezés befolyásolja a hozzáférési technológiákat,"

Hasonló előadás


Google Hirdetések