Kábeltelevíziós hálózatok tervezése Koaxiális kábeles hálózatok Takács György Solti Miklós előadásainak felhasználásával Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

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 csatornákra max.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 Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Az előfizetői átadási pont paraméterei 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) Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

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 Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Alapelvek 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 Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Szabványok, előírások EN 50083 sorozat Euro-DOCSIS -3 Aktív koax szélessávú elosztó elemek -4 Passzív koax szélessávú elosztó elemek -5 Fejállomási berendezések -6 Fényvezetős berendezések -7 Rendszer jellemzők -10 Visszirányú átvitel Euro-DOCSIS IEC 96 Rádiófrekvenciás kábelek ME-17-015 Távközlő hálózatok rajzjelei, jelölései EN 60 169-24 Rádiófrekvenciás csatlakozók EN 50117 Kábeles elosztóhálózatok koax kábelei Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Szabványok, előírások ME-17-015 Távközlő hálózatok rajzjelei és jelölései MMD 3-3 Kábeltelevíziós hálózatok telepítési technológiai irányelvei MMD 47-1 Tervezési irányelvek az előfizetői hozzáférési hálózatok HFC irányú fejlesztéséhez MMD 47-2 Tervezési segédlet koaxiális elosztóhálózatok tervezéséhez MMD 47-3 Épületen belüli KTV hálózatok tervezési irányelvei MMD 47-4 Tervezési segédlet koaxiális elosztóhálózatok visszirányú átviteli útjának tervezéséhez MMD 47-5 Átadás-átvételi mérések (koaxiális hálózat) Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

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!) Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Adatátvitel Euro-DOCSIS: Nom. Downstream 64QAM (37Mbps) 256QAM (52Mbps) Subscriber Levels -17…+13dBmV -13…+17dBmV SIN (BER<10e-8) min. 25,5dB min.31,5dB Upstream Levels 8…58dBmV (QPSK) 8…55dBmV (16QAM) CGW Input Levels -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 Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

A frekvenciasáv felosztása Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Tradicionális rendszerfelépítés Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Kábeltelevíziós analóg fejállomás Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

A fejállomás kimeneti spektrumképe Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Korszerű koaxiális hálózatfelépítések Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Felfűzött és osztott elrendezés Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Tipikus házhálózati struktúrák Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Iránycsatolók Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Elosztók és leágazók Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Vonali elosztó Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Multitap-ek Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Beltéri elosztók, leágazók Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Kültéri koaxiális kábel felépítése Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Beltéri koaxiális kábel felépítése Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

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 Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Tipikus koaxiális kábelátmérők 0.242” RG-59 0.625” T10-625 0.272” RG-6 0.700” TX10-700 0.340” RG-7 0.750 T10-750 0.405” RG-11 0.840” TX10-840 0.455” TX10-15 0.860” QR-860 0.412” T10-412 0.875” T10-875 0.500” T10-500 1.000” T10-1000 0.540” QR 540 1.125” QR-1125 0.565” TX10-565 1.160” TX10-1160 Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Kábeltelevíziós koaxiális csatlakozók Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Egy koaxiális csatlakozó szerkezete Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

A koaxiális kábel csillapítása Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Kábeltelevíziós erősítő Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Az erősítők jellemző paraméterei 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) Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Tipikus vonalerősítő felépítése Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

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 (?) Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Kábeltelevíziós tápegységek Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Tipikus távtápláló tápegység Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Szünetmentes tápegységek Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Tipikus vonalszakasz szintviszonyai Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Az olló diagram Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Családiházas övezet tervezése Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Tipikus előfizetői csatlakozók Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Korszerű előfizetői csatlakozó Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Aktív multimédia-csatlakozó Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Tipikus szintkülönbségek Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Családiházas övezet tervezése Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Családiházas övezet tervezése Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Szintkülönbségek családiházas övezetben Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Tipikus lakótelepi jelszintek Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Monomódusú szál, optikai ablakok Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Optikai detektorok Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Optical Node Unit Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Skálázható ONU Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Optikai adók spektrumképei Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Korszerű DFB lézeradó 1310 nm-re Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Korszerű EMS lézeradó 1550 nm-re Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Nd:YAG EMS lézeradó 1319nm-re Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

EMAT lézeradó 1550 nm-re Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Az EDFA és működése Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

HI-Power EDFA Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Optical Loss Budget OLB Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Optikai hálózati struktúrák Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Tipikus optikai elosztóhálózat Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

A hibrid vonalhálózat felépítése Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Optikai elosztóhálózat tervezése Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Optikai elosztóhálózat tervezése Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Optikai elosztóhálózat tervezése Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Optikai gyűrű felépítése Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Optikai gyűrű tervezése Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Optikai gyűrű tervezése Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Optikai gyűrű tervezése Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Többsíkú HFC rendszer tervezése Az egyes síkok rendszer-paramétereit az alábbi táblázat tartalmazza. Feladat az eredő előfizetői paraméterek igazolása a megfelelő kaszkádolási számítások elvégzésével. Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Többsíkú HFC rendszer tervezése 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 Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

CTB produktumok halmozódása Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

CSO produktumok halmozódása Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

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, … Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

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 Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Visszirányú hálózattervezési alapok 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 Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Kétirányú jelátviteli szintek Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

ONU-HOST kaszkádjellemzők számítása Kiindulási adatok Az ONU-körzet zajszintje -20 dBmV 16 db 1,7MHz-es zajsávszélességű csatorna 14 db 0,2MHz-es zajsávszélességű csatorna ONU-ban RPT3234 FP-lézer -3dBm OTX 30dBmV kivezérelhetőség -8dBm ORX mellett 34 dB SIN várható RSS-ben RPT2005 DFB-lézer +3dBm OTX -60dBmV/Hz mellett 41,5 dB SIN várható Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

ONU-HOST kaszkádjellemzők számítása ONU RF-szint számítása Pwr/Hz = 30dBmV-10log(30x10e6)= -44,77dBmV tehát 1,7MHz zajsávszélességhez -44,77dBmV + 62,30dB = 17,53dBmV adódik és 200kHz zajsávszélességhez -44,77dBmV + 53,01dB = 8,24dBmV adódik a 17dBmV-os szint a lézeradó bemenetére adódik, tehát az erősítést / csillapítást ennek figyelembe vételével kell kalkulálni Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

ONU-HOST kaszkádjellemzők számítása Előfizetői síkon 37 dB SIN (17dBmV szélessávú jel – 20dBmV Ingress Level), Az ONU-RSS viszonylatban 34 dB SIN, Az RSS-HOST viszonylatban 41,5 dB SIN várható. SINCASCADE = -10log(10e-4,15 + 10e-3,4 + 10e-3,7) = -10log(70,795x10e-6 + 398,107x10e-6 + 199,526x10e-6) = -10log(668,428x10e-6) = -31,75 dB A HOST-ban ebből tehát 31,75 dB eredő SIN adódik Az Euro-DOCSIS szerint >15dB kell QPSK-hoz, >22dB kell 16QAM-hez Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

A teljes optikai gyűrűrendszer Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Host Insertion Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Lakótelepi gerinchálózat Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Gerinchálózat családiházas övezetben Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Elosztóhálózat családiházas övezetben Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Szálkímélő visszirányú felfűzött lánc Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Szálkímélő digitalizált visszirányú lánc Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Visszirányú blokk-konvertálás elve Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Visszirányú Host-inzertálás Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

DWDM visszirányban Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Digitalizált visszirány + DWDM Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.

Digitalizált visszirány + DWDM Távk. hál. terv. -- 2013. nov.14.