Access Networks (Hozzáférési hálózatok) Szomolányi Tiborné november

Hírközlő (Infokommunikációs) Hálózatok Infokommunikációs hálózatok jellemzői: - alappillére a távközlés forgalomirányítással - beszéd adatkommunikáció képátvitel, (információ és kommunikáció) - digitális technika szükségessége ( digitális eszközök, rendszerek, stb.) Az alkalmazhatóság feltétele, az összeköttetések digitális hálózatokkal létesüljenek.

Elektronikus hírközlő hálózat: Az EHT  szerint, „Az elektronikus hírközlő hálózat, átviteli rendszerek és (ahol ez értelmezhető a hálózatban), jelek irányítására szolgáló berendezések, továbbá más erőforrások, melyek jelek továbbítását teszik lehetővé meghatározott végpontok között, vezetéken, rádiós, optikai vagy egyéb elektromágneses úton. „ Alaphálózat : mindenfajta távközlési (hírközlési) jel átvitelére alkalmas, és bármely távközlési szolgáltató - hálózat részére, a kívánt viszonylatban keskeny és/vagy szélessávú átviteli utakat nyújtó hálózat.

Távbeszélő alapú hálózati hierarchia

Helyi hálózatok A terület kiterjedésétől (város + agglomerizáció, vagy község és környezete, stb.) és földrajzi adottságaitól függően kerültek kialakításra a többközpontos és egyközpontos helyi hálózatok. A többközpontos helyi/primer távbeszélő hálózat két, alapvetően különböző jellegű szegmensre, részhálózatra osztható: az előfizetői végpontokat az első helyi központtal (host) összekötő hozzáférési hálózatra, (access network, AN ) és a helyi központok közötti kapcsolatokat felölelő központközi hálózatra.

Forgalmi struktúrák a hozzáférési hálózatban A hozzáférési hálózat forgalmi értelemben hagyományosan csillag struktúrájú: minden előfizetői végpont számára egy forgalmi áramkör lehetséges a központ előfizetői fokozatáig, útvonalválasztás nélkül. Figyelembe véve egy részterület előfizetőinek fajlagos forgalmi igényeit és szokásait, forgalomkoncentráló eszközök alkalmazásával a kitűzött szolgáltatási szint az előfizetői hálózat bizonyos szakaszain az előfizetők számánál kevesebb csatornával is biztosítható.

A távközlő hálózatok fajlagosan legköltségesebb szakasza az un. „local loop” (helyi hurok) e miatt Cél, minden alkalmas szolgáltatás bevezetése, de mivel A szolgáltatások többsége digitális technikára épül, és Egyre nagyobb sávszélességet igényelnek, erre alapozva Követelmény, korszerű un. „ Access Network ”( hozzáférési hálózat ) kialakítása és minőségének biztosítása, jellemzőik illesztése, megfelelő méretezése, számítva A digitális központok nagy vonal kapacitása az AN s. fajlagos hosszának megnövelésével jár Motivációk az AN műszaki megvalósításához és fejlesztésekhez

Definíciók Helyi hurok - passzív infrastruktúra elemekkel megépített távbeszélő alapú hálózat, amely sodrott érpárokkal kötötte össze a helyi központ rendezőjét (MDF) a felhasználóknál elhelyezett passzív fali csatlakozóval (pNT ). A digitális eszközöket is tartalmazó korszerű helyi hurkok összessége a „hozzáférési hálózat”. Feladata, gondoskodni a szolgáltatások és alkalmazások szállítási mechanizmusáról.

Szabványos kialakítások A hozzáférési hálózat a szolgáltatási csomópont és a felhasználói végződés között van. Felelős a felhasználó hálózati interfész és a szolgáltatási csomóponti interfész összekötéséért, mely interfészeken keresztül az előfizetők elérhetnek minden távközlési szolgáltatást, amelyet a kapcsolódó szolgáltatási csomópont (Service Node) biztosít. A távközlési szolgáltatások fejlődése, elérésük biztosítása, a hozzáférési hálózatok kialakításának számos műszaki változatát hozta magával A hálózatba kerülő eszközök, berendezések illeszthetőségét, a szabványos hozzáférési pontok meghatározásával lehet biztosítani. A hozzáférési hálózatok fejlesztését segítő szabványokat minden szolgáltatónak be kell tartania!

Szabványok A hozzáférési hálózatok általános felépítésének szabványosítása az ITU-T „G 902” ajánláson alapul. Az ITU SG 15, a helyi hálózatra javasolt fizikai, és logikai referencia modelleken bemutatja az AN helyét, szegmenseit és kapcsolódási pontjait, valamint funkcióit. További ajánlások készültek a szélessávra kiterjesztett hozzáférési hálózatokkal kapcsolatosan, az ITU, ETSI, ADSL és ATM Forumok javaslataiban. Jelenleg az IEEE az Ethernet alkalmazásával foglalkozik.

Az AN fizikai referencia modellje (ITU SG15)

Az AN logikai ábrázolású referencia modellje.

A referencia modellek átfogó képet mutatnak, a helyi hálózat fizikailag elhatárolható részeiről és azok kapcsolódási (illesztési) pontjairól. Az AN hordozó hálózatként, úgy van definiálva, mint a megvalósítások összességének együttese ( a kábeltelepítés, átviteli eszközök, stb.) melyek rendelkeznek a szükséges hordozó „bearer” adottságokkal a telekommunikációs szolgáltatások ellátására, az SNI (service node interface) és a felhasználó hálózat minden társult interfésze, XNI  között.  Az XNI interfész jelenti a felhasználói kör és a hálózati tartomány közötti interfészt az AN transzport funkciója esetén. 

Privát hálózat

Az AN transzport funkciói (ANT), általános hordozó, szállító képességet nyújtanak az AN különböző pontjai és a közeg adaptációs pontok között. Más megfogalmazásban, hozzáférési lehetőséget biztosít a különböző átviteli berendezésekhez és átviteli vonalakhoz, valamint a kihelyezett multiplexerek és koncentrátorok számára. Tartalmazhat multiplexálási, rendezési (cross- connect) és átviteli funkciókat ezen belül lehetséges, rézvezető, optikai szál, koax-cső vagy rádió-alapú átvitel illetve ezek kombinációja. ANT (Access Network Transport)

Digitális AN funkciók

Összesítve, a digitális AN öt működési funkciója:  User Port funkció (A specifikált UNI igényeket adaptálja a Core és a Menedzsment funkcióhoz)  Core fonkció (Adaptálja az egyéni user kimeneti hordozó, vagy szerviz kimeneti hordozó igényeket az általános szállító hordozóhoz. Ez a funkció megosztott az AN-nen belül: access hordozó, menedzsment és kontrol funkcióra.) Transzport funkció (Biztosítja az utat a hordozó szállításához különböző helyszínek között az AN-nen belül.) Szerviz Port funkció ( Adaptálja a definiált igényeket az összes specifikált szerviz csomóponti interfész számára a hordozó felé a Core funkció kezeléséhez, és szelektálja a fontos információkat az AN rendszer menedzsmentben a feldolgozáshoz.) AN Rendszer Menedzsment Funkció (Koordinálja az ellátást, az üzemeltetést és fenntartást

Interfészek UNI-k: - egyedi és osztott Az egyedi UNI csoportba a jelenlegi ITU-T ajánlásoknak megfelelő szolgáltatások felhasználó hálózati interfészei tartoznak, mint pl. a különböző PSTN/ISDN UNI ‑ k. Az osztott UNI, mikor egy UNI ‑ ból egy időben több szolgáltatási csomópontot is elérhetünk, pl. ATM alapú hozzáférésnél a különböző VP ‑ k által biztosított logikai összeköttetéseken keresztül.

Az AN fejlődési folyamata (átviteli közeg alapján) 1.Hagyományos rézhálózattal kialakított helyi hurok (analóg SN-hez) 2.Rézhálózat digitális SN-hez hosszú hurkok esetén, illetve digitális összeköttetés (ISDN) 3.Hibrid réz és optikai AN - keskenysávú szolgáltaásokhoz (NB services), - szélessávú szolgáltatásokhoz (BB services) 4. Optikai AN

Copper based AN from digital SN

Rézkábeles hozzáférési hálózatok elvi felépítése

Rézalapú hozzáférési hálózatok lehetséges kiépítései Fizikai megoldás, rézkábeles nyomvonal a hozzájuk tartozó szerelvényekkel, csatlakoztató és végződtető eszközökkel. A kábelvezetés fa-ág struktúrát követ, a (feeder) táplálókábel szakaszok nagykapacitásúak az elosztó szakaszok száma több, de kábelei kisebb kapacitásúak, majd a felhasználókhoz a leágazó szakaszban néhány érpárasak a leágazó kábelek. A kábel kapacitás változást, és az irányváltoztatást a nyomvonalon, fix (kötések), és rugalmas csatlakozó pontokkal oldhatók meg.

A kábelhálózat „feeder”, szakasza köti össze a szolgáltatási csomópontot SN a passzív kábelelosztó rendszerrel, az un. „nagyelosztó”-val (PCP), ami biztosítja a kábelhálózat flexibilitását. 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 rendszerű rézkábel hálózat kialakítás

Merev rendszerű kábelhálózat kialakítás

A vezetékes hálózat építés szerinti csoportosítása A vezeték hálózatokat nyomvonal elhelyezés, megépítés szerint osztályozva az alábbi változatokkal számolhatunk: Földalatti hálózatok: Föld alatt alépítményben elhelyezett kábelhálózat, Földbe helyezett kábelhálózat, Földfeletti hálózatok: § Oszlopsoron létesített § Épületeken, épületek között létesített Épületen belüli hálózatok :

Rézkábelek tervezési paraméterei A kábelek primer paraméterei: az ellenállás, a kapacitás, induktivitás és a szigetelés vezetőképessége (ellenállás). Adott frekvencián a kábelek tervezési paramétereit, a csillapítást, valamint a hullámimpedanciát a kábel primer paraméterei határozzák meg. A kábel érpárok egyenáramú ellenállása (hurokellenállása) a réz vezető vezetőképességétől és a vezető átmérőjétől függ. A frekvencia növelésével azonban – elsősorban a közismert skinhatás miatt – az ellenállás egyre nagyobb lesz. Áthallások: NEXT, FLEXT

Rézkábelek paraméterek mértéke

AN kialakítások Az AN szakaszolása a fejlesztéseknél, a hozzáférések biztosításánál, nagy szerepet kapott. Rézalapú digitális megoldásoknak több változata lehetséges a hozzáférési hálózatokban. Funkciók szerint lehetnek: minőség javító, szolgáltatást biztosító, bővítést szolgáló, vagy új rendszerhez illeszkedő digitális eszközökkel, berendezésekkel kialakított hálózatok. 1. Digitális törzs/tápláló hálózati szakasz (feeder),  digitális központ és RSU között réz kábelen ( n x PCM)  analóg központ és kihelyezett fokozat között rézkábelen (n x PCM) mind két oldalon kell A/D, D/A átalakítás!  Analóg központ digitális vonalkoncentrátor között rézkábelen (n x PCM), központ oldalon A/D átalakító kell!

2./ Digitális törzs és elosztó szakasz Analóg központtól alközponthoz rézkábelen (n x PCM), A/D, D/A átalakítás kell! Digitális központtól digitális alközponthoz rézkábelen PCM, esetleg kell az alközpont típusától függő jelátalakítás! Digitális központ ISDN alközpont rézkábelen HDS 3./ Digitális vonali összeköttetés - Analóg központ PCM-2, PCM-4 vagy PVM-11 vonaltöbbszöröző berendezéssel. Illesztő kell! - Digitális központ ISDN készülék. - Digitális központ ISDN alközpont (Primer PCM)

ISDN összeköttetés a rézhálózaton (elvi felépítés)

A helyi hurok (AN) teljes digitális összeköttetés esetén, lehet homogén és inhomogén, szakaszos digitális összeköttetés, ahol csak az átviteli út digitális, vagy az átviteli út és az egyik csomópont, Abban az esetben, amikor multiplexáló berendezés kerül az eredeti hurok elosztópontjába (pl. ld. 2. változat), a tovább vezetett rézkábel szakaszt al- huroknak 1 nevezzük. A felsorolt megoldás változatokból még üzemel néhány a hazai hálózatokban.

AN fejlesztések - A meglévő törzs/tápláló szakaszon telepített kihelyezett kapcsolófokozattal (RSU) részben a hurok hosszának lerövidítése a cél, (más részt kapacitás növelés). - Az RSU és az Lex. között fényvezető az összeköttetés -A szélessávú szolgáltatásokhoz (pl. xDSL technikával) szükséges lehet a hurok hosszak lerövidítése. A tápláló szakaszt optikára kell cserélni, akár optikai AN rendszerhez (PON/AON), vagy a DSLAM-ok összeköttetéséhez. A fennmaradó rézérpáros szakasz al-hurok.

Copper based AN from digital SN

Development of AN

Development step for BB-AN CÉL: - Fényvezető infrastruktúra kinyújtása felhasználó irányába - Rugalmas hálózat kialakítás

Műszaki megoldások Rézalapú hálózat esetén, lakossági és kisüzleti környezetben DSL technika ATM illetve n x 2Mbps uplinkkel, illetve modulárisan bővíthető DSL rendszerrel, A nagyobb távolságra lévő, vagy nem korszerű eszközű hálózat esetén, a szélessávúsításhoz integrált eszköz (IAD) és különböző up-link alkalmazható. DSL technika Ethernet uplinkkel, is javasolt, ha az Ethernet felhordó hálózat, már rendelkezésre áll, azaz a fényvezető szál, így a DSLAM-ok Ethernet eszközökkel csatlakoztathatók.

Hozzáférési hálózatok átstrukturálása Architektúra váltás: - egyenletes áttérés - teljes technológia váltás Átmeneti megoldások, meglévő hálózati kötöttségek - alkalmas hálózat (rész) felhasználása (fizikai/ átviteli) - részhálózatok alkalmassá tétele, - alkalmatlanok helyettesíteni átfedő, vagy al-hálózatokkal Áttérés folyamata a szolgáltatási igények és meglévő kötöttségekhez igazodik