Szerokopasmowe sieci dostępowe. Nowoczesne technologie dostępowe w skrócie

Transkrypt

1 Szerokopasmowe sieci dostępowe Nowoczesne technologie dostępowe w skrócie

2 Technologie EFM EPON DSL HIS Ethernet on the first mile (LRE) Ethernet Passive Optical Network Digital Subscriber Line Home Internet Solution CATV Cable Television lub Community Antenna Television

3 EFM zalety Odpowiada na teraźniejsze i przyszłe potrzeby dotyczące transmisji aplikacji video, danych i głosowych Najbardziej efektywna technologia przeznaczona do usług transmisji danych Prosty, ogólnie zaakceptowany standard zapewniający współdziałanie z pozostałymi elementami sieci (interoperability) Prace nad EFM IEEE TF 802.3ah EFMA (Ethernet in the First Mile Alliance)

4 Założenia LRE LRE poprzedzał standard ah i zapewnia transmisję w pełnym dupleksie z dużymi szybkościami i na znaczne odległości: 15 Mb/s w obie strony na odległość do 1 km; 10 mb/s w obie strony na odległość do 1,2 km; 5 Mb/s w obie strony na odległość do 1,5 km

5 Long Range Ethernet

6 więcej Networld5/2002 maj 2002

7 EFM zalety Odpowiada na teraźniejsze i przyszłe potrzeby dotyczące transmisji aplikacji video, danych i głosowych

8 EFM zalety Najbardziej efektywna technologia przeznaczona do usług transmisji danych Skalowalność Jeden protokół end-to-end Jedno podejście do różnych architektur sieci

9 EFM zalety Jedna technologia end-to-end

10 EFM zalety Jedno podejście do wielu architektur

11 EFM - topologie 802.3ah EFM Copper (EFMC), wykorzystanie istniejącego okablowania Cat3, >=10Mbps, >=750m EFM Fiber (EFMF), jednomodowy światłowód, 100/1000Mbps, >=10km EFM PON (EFMP), światłowód jednomodowy, 1000Mbps, <20km EFM Hybrid (EFMH) łączenie powyższych topologii w specyficznych dla operatora przypadkach

12 EFM Copper (EFMC) Połączenie punkt-punkt Obecne rozwiązania bazują na ATM przesyłanym poprzez DSL EFMC eliminuje ATM (Ethernet over DSL) Koegzystowanie PSTN, ISDN, ADSL w tym samym okablowaniu

13 EFM Fiber (EFMF) Połączenie typu punkt-punkt

14 EFM PON (EFMP) EFMP standardyzacja technologii Ethernet PON (EPON) PON Passive Optical Network Pasywna infrastruktura optyczna w sieci dostępowej, redukcja liczby światłowodów Połączenie typu punkt-wiele punktów

15 EFM PON (EFMP) (2)

16 EFM komplementarność odmian

17 Relacje istniejących standardów Ethernetu do EFM

18 Technologie PON ATM PON Połowa lat 90, prace nad FSAN (Full Service Access Networks) ITU G.983 Ethernet PON

19 Architektura EPON (1) Światłowód jednomodowy Elementy pasywne: Splitery, łączniki Elementy aktywne OLT (Optical Line Termination) po stronie operatora ONU (Optical Network Unit) po stronie abonenta

20 Architektura EPON (2) OLT (Optical Line Termination) po stronie operatora ONU (Optical Network Unit) po stronie abonenta

21 Aktywne elementy EPON Maks. 64 moduły OUN / moduł OLT Central Office Chassis: Interfejs EPON - WAN/video/telefonia Optical Network Unit Element Management System FCAPS (full range of Fault, Configuration, Accounting, Performance, Security)

22 EPON downstream Pakiety IEEE (<=1518b) Pakiety wysyłane są do wszystkich ONU Pakiety przypisane są do ONU Broadcast, multicast

23 EPON upstream Pakiety IEEE (<=1518b) TDM (Time Division Multiplexing) Sloty czasowe przypisane są do odpowiednich ONU aby uniknąć kolizji

24 EPON frame format - downstream Segmentacja ruchu w ramki (frames) Ramka przenoszą pakiety Synchronizacja ramek (1b znacznik, co 2 ms)

25 EPON frame format - upstream TDM Segmentacja ruchu w ramki (frames), co 2ms Ramki przenoszą pakiety Ramki transmitowane są w odpowiednich slotach czasowych

26 EPON wersje optyczne (1) Two-wavelength EPON Dane, video, głos, IP-SDV (IP switched digital video) 1510 nm downstream 1310nm upstream

27 EPON wersje optyczne (2) Three-wavelength EPON RF video services (CATV), DWDM 1510nm downstream, 1310nm upstream, 1550nm downstream video (MPEG2, QAM) DWDM:1510nm downstream, 1310nm upstream, 1550nm niewykorzystany

28 DSL Digital Subscriber Line Cyfrowa linia abonencka

29 Usytuowanie xdsl

30 Odmiany x w DSL DSL (ISDN) Digital Subscriber Line ADSL Asymmetric DSL R-ADSL Rate-Adaptive DSL HDSL High Bit-Rate DSL SDSL Single-Line DSL VDSL Very High-Bit Rate DSL

31 Odmiany technologii xdsl Nazwa Opis Prędkość transmisji Tryb Zastosowanie V.22,V.32,V.34,V. Modemy pasma głosowego 1200bps do 56kbps Dupleks Transmisja danych DSL Digital Subscriber Line 160 kbps Dupleks Usługi ISDN HDSL High data rate DSL 1,544 Mpps 2,048 Mbps Dupleks Dupleks T1/E1,dostęp LAN, WAN SDSL Single Line DSL 1,544 Mpps 2,048 Mbps ADSL Asymetric DSL Od 1,5 do 9 Mbps Od 16 do 640 kbps Dupleks Dupleks Do abonenta Do sieci T1/E1,dostęp LAN, WAN Dostęp do Internetu, VOD VDSL Very high data rate DSL 13 do 52 Mbps 1,5 do 2,3 Mpbs Do abonenta Do sieci ADSL + HDTV

32 Podstawowe elementy połączenia ADSL

33 Model odniesienia sformułowany przez ADSL Forum

34 Elementy sieci wykorzystującej technikę ADSL

35 ADSL - dwie metody modulacji: CAP i DMT

36 ADSL w porównaniu z VDSL

37 Problemy przy transmisji przez parę przewodów Przesłuchy w kablach miedzianych przenik zbliżny NEXT (Near End Crosstalk) przenik daleki FEXT (Far End Crosstalk), zwany również zdalnym

38 Problemy przy transmisji przez skrętkę Tłumienność, a szerokość pasma

39 ADSL2 07/2002: ITU G G ADSL2 12 Mbps down/1 Mbps up Ulepszona modulacja QAM Polepszone współdziałanie z innymi elementami sieci Polepszone osiągi Adaptacja przepustowości do możliwości sieci (crosstalk) Diagnostyka Zużycie energii Możliwość łączenia wielu par w jeden kanał (bonding) Możliwość wydzielenia kanałów głosowych TDM (Channelized Voice over DSL - CVoDSL)

40 ADSL2 vs. ADSL2 ADSL2

41 ADSL2 Łączenie przewodów w jeden kanał logiczny

42 ADSL2 Wydzielone kanały głosowe

43 Zużycie energii ADSL2

44 ADSL2+ 01/2003: ITU G ADSL2+ Max 20Mbps downstream <=5kf Zakres wykorzystywanych częstotliwości > 2.2 MHz

45 ADSL2+ Dwukrotnie większe pasmo

46 ADSL2+ Dwukrotne zwiększenie przepustowości downstream

47 ADSL2+ Redukcja przesłuchów wykorzystanie wyższego pasma w ADSL2+

48 Ericsson HiS (Home Internet Solution) SDI Elementy systemu Terminal (HiS-NT) Urządzenie dostępowe (HiS-NAE) System nadzoru (HiS-MS) Jednoczesna transmisja danych i głosu Kodowanie 2B1Q ( nie typu xdsl!) Zasięg: 5-20 km (w zależności od średnicy skrętki)

49 Ericsson HiS - urządzenie dostępowe Zawiera: 16 modułów abonenckich (HiS - LT) moduł sterujący (HiS - NAC) Sygnał telefoniczny przenoszony jest od HiS-LT do HiS-NT Dane przesyłane są między HiS-NT a HiS-NAC HiS-NAC - sterowanie systemem

50 Ericsson HiS - urządzenia abonenckie Posiada złącza: telefoniczne (POTS) RS 232 do komputera Szybkości: Tryb dynamicznie dobieranej prędkości: kbps (70 kbps przy jednoczesnej rozmowie telefonicznej) Tryb stałej szybkości: 57.6 kbps

51 CATV Cable Television Community Antenna Television

52 Architektura (1) tradycyjna sieć telewizji kablowej Użytkownicy końcowi Stacja Czołowa Linie magistralowa = Kabel koncentryczny Linie rozprowadzjące = kabel koncentryczny Kable abonenckie = kabel koncentry = Wzmacniacz

53 Architektura (2) siećhybrydowa HFC (Hybrid Fiber Coaxial) Użytkownicy końcowi FN Linia magistralowa = Światłowód Stacja Czołowa FN FN Linia rozprowadzająca =Kabel koncentryczny FN = Węzeł Światłowodowy (ang. Fiber Node) = wzmacniacz FN Kable aboneckie =Kabel koncentryczny

54 Standardy MCNS - Multimedia Cable Network System specyfikacja: Data Over Cable I System

55 DOCSIS - wprowadzenie Inicjatywa operatorów kablowych w celu stworzenia standardu dla modemów kablowych Organizacja Multimedia Cable Network System (MCNS) DOCSIS znormalizowanie transmisji danych poprzez dwukierunkowe sieci HFC Przyjęty jako międzynarodowy standard, ITU J.112 CableLabs - administracja procesami standaryzującymi DOCSIS i certyfikacja sprzętu

56 DOCSIS - model architektury Distribution Hub or Headend Operations Support System PSTN Backbone Network Copper Pairs, DS1 or DS3 WAN Telco Return Access Concentrator (TRAC) Cable Modem Termination System Network Side Interface, CMTS-NSI Generic Headend Switch or Backbone Transport Adapter Local Server Facility Data Over Cable Security System (DOCSS) Cable Modem Termination System Network Termination Mod Demod Security & Access Controller Data Over Cable System OSS Interface, DOCS-OSSI Cable Modem Termination System Downstream RF Interface Video 1 Video 2. Data Data... Combiner Upstream splitter and filter bank MHz. Cable Modem Termination System Upstream RF Interface Tx Rx 5 42MHz Fiber Distribution Network O/E Node O/E Node O/E Node Cable Modem to RF Interface, Coax Removable Security Cable Module Modem Telco return Cable Modem Telco Return Interface, CMTRI Cable Modem to CPE Interface, CMCI Customer Premise Equipment WAN Remote Server Facility

57 DOCSIS Schemat blokowy Podstawową funkcją modemów kablowych systemu DOCSIS jest przezroczysta transmisja pakietów IP pomiędzy stacją czołową a wyposażeniem abonenta System zbudowany jest z: Cable Modem Termination System (CMTS) wyposażenie operatora Cable Modem (CM) czyli urządzenia abonenckie

58 Architektura systemów Dwukierunkowa sieć RF Umożliwia szybką transmisję danych w obu kierunkach downstream i upstream poprzez sieć HFC DOCSIS zdefiniowany standard specyfikujący transmisję danych poprzez sieć HFC Sieć Telco-return Oparta na jednokierunkowej sieci CATV Umożliwia szybki transport danych do abonenta Wykorzystuje rozwiązania dial-up do transmisji od abonenta Architektura Telco-return objęta specifkacją DOCSIS

59 Sieć dwukierunkowa

60 Sieć Telco-return

61 Kierunek "Downstream" Modulacje i schemat kodowania zdefiniowane przez ITU J.83 Annex-B: 30 Mbps at 64-QAM 42 Mbps at 256-QAM 6 MHz channelization MHz frequency range;

62 Kierunek "Upstream" Mechanizmy F/TDMA dostępne w kierunku upstream w warstwie fizycznej: 320K, 640K, 1.28M, 2.56M, 5.12Mbps dla QPSK 640K, 1.28M, 2.56M, 5.12M, 10.24Mbps dla 16QAM zakres częstotliwości: 5-42 MHz

63 Rozwinięcia standardu DOCSIS DOCSIS 1.1 Dodanie mechanizmów Quality of Service (QoS) niezbędne rozwiązania do implementacji telefonii IP CableLabs - certifikacje planowane na Kwiecień 2000 EuroDOCSIS Opracowana przez CableLabs europejska wersja DOCSIS u Zastosowanie zgodnego ze standardem DVB ITU- J.83 Annex 8MHz kanału transmisyjnego zakresy częstotliwości: MHz downstream (88-860) 5-65 MHz upstream (5-42)

64 Przykładowa implementacja systemu