TELEKOMUNIKACE 10. přednáška Přístupové sítě

Embed Size (px)

DESCRIPTION

TELEKOMUNIKACE 10. přednáška Přístupové sítě. Zimní semestr akademického roku 2009/2010. Agenda. Různé klasifikace přístupových sítí Kabelové přístupové technologie CATV, PLC, xDSL, FTTx, Ethernet Bezdrátové přístupové technologie WiFi, WiMAX, Bluetooth, UWB, ZigBee, MBWA, GSM(přístě). - PowerPoint PPT Presentation

Text of TELEKOMUNIKACE 10. přednáška Přístupové sítě

  • TELEKOMUNIKACE10. pednkaPstupov stZimn semestr akademickho roku 2009/2010

  • AgendaRzn klasifikace pstupovch st

    Kabelov pstupov technologieCATV, PLC, xDSL, FTTx, Ethernet

    Bezdrtov pstupov technologieWiFi, WiMAX, Bluetooth, UWB, ZigBee, MBWA, GSM(pst)*

  • Pstupov systmy*

  • Klasifikace kabelovch systm *dle typu signlu:

    Metalick st nejastj typ, dosah a destky/stovky km, rzn penosov rychlost, u nejvych typ a nkolik stovek Mbit/s,

    Optick st dosah a nkolik jednotek/destek/stovek km, vysok penosov rychlost a nkolik Gbit/s

  • Klasifikace bezdrtovch systm*dle typu signlu:

    Radiov st nejastj typ, dosah a destky km, rzn penosov rychlost, u nejvych typ a nkolik Gbit/s, licenn vs. bezlicenn.

    Optick bezdrtov st dosah a nkolik km, pm viditelnost, vysok penosov rychlost a nkolik Gbit/s.

    Infraerven st mal dosah, pm viditelnost, vt bezpenost, kapacita penosu omezena pouze vkonem vyslae, infraerven st nepodlhaj regulaci.

  • Optick spoj (TereScope 5000) *

  • LED spoj (RONJA)*

  • Radiov spoj*

  • Klasifikace bezdrtovch systm*dle podpory mobility objekt:

    Stacionrn st st pro komunikaci v klidovm stavu bez pesunu objekt.

    Nomdn (koovn) st st pro komunikaci objekt, kter jsou v klidu (nebo ve stavu blcmu se klidu), avak objekt se mezi klidovmi stavy pohybuje. (Na erpacch stanicch, svteln zench kiovatkch, pi parkovn, atd.).

    Mobiln st st s plnou podporou mobilnch komunikujcch objekt.

  • Klasifikace bezdrtovch systm*dle podpory mobility objekt:

  • Klasifikace bezdrtovch systm*dle oblasti pouit:

    Rozlehl st (WAN) (Wide Area Network)

    Metropolitn st (MAN) (Metropolitan Area Network)

    Lokln st (LAN) (Local Area Network)

    Personln st (PAN) (Personal Area Network)

  • Kabelov pstupov st*Uvedeme typick pedstavitele celho spektra dostupnch een:

    CATV pro pipojen zkaznk k Internetu pomoc kabelov televizn st 23 %

    PLC (PDSL/BPL) technologie penosu po silovch kabelech

    xDSL technologie, jako jsou HDSL, ADSL, VDSL atd. vyuvajc pstupov st telekomunikanch st povtinou CAT 1. 25 %

    FTTx (Fiber To The X (Home Building Network)) 5 %

    Ethernet st uvajc UTP kabel

  • CATV*V stch kabelov televize v psmu 42 - 750 MHz bv k dispozici dostatek neobsazench kanl o ce 6 MHz.

    Ve zptnm smru se vyuvaj zk kanly v psmu 5 - 40MHz.

    Ppojka je stejn jako nap. u ADSL asymetrick.

    6MHz kanlem lze v "dopednm" smru penst a 27Mbit/s nebo 36 Mbit/s v zvislosti na typu modulace, opanm smrem obvykle pouze stovky kilobit a jednotky megabit.

    Kad kanl sdl vce astnk - podle kvality poskytovan sluby a stovky uivatel.

  • CATV*Stvajc rozvody kabelov televize jsou z principu jednosmrn, s jednm vyslaem a mnoha pijmai ve stromov architektue, tj. multiplexn mdium typu broadcast.

    IP poaduje jednoznan obousmrn penos (duplex).

    Je nutn pestavba rozvod - aktivn prvky jsou jednosmrn.

    Pasivn prvky (rozboovae, odboovae) a koaxiln kabel jsou z principu obousmrn.

    Uzlov zazen pro pipojen k internetu jsou umstny u koene kadho analogovho segmentu jejich IP konektivita se e oddlen od distribuce televiznho signlu.

  • Typick topologie analogov TV kabelov st*

  • PLC Power Line Communication*Nkdy t BPL (Broadband over Power Line)

    Uren pro penos informac po elektrickch rozvodech NN a VN.

    Nen doposud standardizovn hlavn problm je elektromagnetick kompatibilita

    Dosah p dodren referennch vlastnost na idelnm kabeludo 400m na NN rozvodech do 700m na VN rozvodech

    Datov tok a 200Mbit/s

    Monost opakovn (zeslen)

  • PLC Power Line Communication*Zejmna ze systmovho pohledu PLC pedstavuje skuten vysoce modern pstupovou technologii.

    QoS (802.1p) s vcerovovmi prioritnmi frontami a programov nastavitelnm mechanismem klasifikace priorit pro simultnn multimediln aplikace v relnm ase.

    Monost distribuce video a audio signl.

    Programov nastaviteln ka psma.

  • Princip PLC *

  • Vyuv metalick kroucen pr kde je vyuiteln frekvenn rozsah do cca 1,1 MHz.

    Vzhledem ktomu, e penosov charakteristika penosovho mdia nezaruuje srovnateln parametry v celm frekvennm spektru, vychz princip ADSL zrozdlen pouitho psma na sub-psma, znich kad je individuln vyuvno na zklad identifikace jeho vlastnost pi iniciaci modemu.ADSL Asymetric Digital Subscriber Line*

  • Rozdlen spektra u technologie ADSL 1. generaceNejni psmo 64Khz je ureno vhradn pro penos analogov telefonn sluby s oddlovacm psmem 60kb/s, tj. celkem 64kb/s, anebo pro 2B+D slubu ISDN.

    Psmo od 64Khz to 1,1Mhzje rozdleno na 256 sub-psmem. Kad sub-psmo o ce 4kHz pedstavuje nezvisl kanl a je vyuvno pro stanovenou penosovou kapacitu podle pi iniciaci modemu namench parametr. *

  • ADSLAsymetric Digital Subscriber Line*Penosov kapacity jednotlivch xDSL a ADSL verz

  • Zapojen v xDSL*

  • Bezdrtov pstupov st*Uvedeme typick pedstavitele celho spektra dostupnch een:

    WiMAXWiFiBluetoothUWBZigBeeMBWAGSM (samostatn pednka)

  • WiMAX IEEE 802.16 *Pracovn skupina zaloena v r. 1999

    10 a 66 GHz, pouze pm viditelnost (LOS)Penosov rychlost a 134 Mbit/s

    2 a 11 GHz, NLOSPenosov rychlost a 75 Mbit/s

    Revize 802.16 (3,5 GHz FDD, TDD)Sjednocen pedchozch 802.16 standard

    Mobiln verze WiMAXuPodporujc zazen do rychlosti 150 km/h

  • WiMAX IEEE 802.16 *802.16a 2 a 11 GHz licencovanNLOSPodpora MESH architektury802.16bNelicencovan psmaPin QoS pro real-time aplikace802.16c10 a 66 GHz 802.16dRevize 802.16a a sjednocen standard802.16eMobiln doplnkVysokorychlostn pedvn (handover) spojen zazen

  • WiMAX IEEE 802.16 *

  • *

    Dosah / rychlostRLC (Radio Link Control)QoS (Quality of Service)

    WiMAX Radiov parametry

  • WiMAX Teoretick rychlost v Mbps*Pi OFDM 256 sub-nosnch vetn reie MAC a dalch vrstev.

  • WiMAX Teoretick pokryt v km*Piblin vzdlenosti, velmi zle na charakteru oblasti*
  • WiMAX architektura *P2MP (Point-to-MultiPoint) MESH topologie

  • WiMAX architektura *

    4 vrstvy ~ odpovdajc dvou nejnim OSI vrstvm

  • WiMAX fyzick vrstva*Nastaven modulace pomoc adaptivnch profil Parametry je mono mnit pro kad rmec Profily jsou identifikovny Interval Usage Code (DIUC a UIUC)

    Umouje pouvn SMART antn, smrovch antn zvyuje dosah

    Umouje pouvat dv rzn duplexn schmata FDD (Frequency Division Duplexing) TDD (Time Division Duplexing)

    Podpora pro Full Duplex i Half Duplex zazen

  • WiMAX fyzick vrstva*Rmce a asov seky pro duplexn penosy asovm dlenm

    Struktura rmc

    obecn rmec rmec pro rezervaci psma

  • WiMAX fyzick vrstva*Struktura rmc

    obecn rmec rmec pro rezervaci psma

  • WiMAX fyzick vrstva*Downstream (k uivateli) TDM (Time Division Multiplex)Upstream (od uivatele) TDMA (Time-Divison Multiple Access)Centralizovan plnova efektivn a pednostn dlen ky psma

  • WiMAX tdy slueb*Konstantn penosov rychlost (CBR) pro aplikace se striktnmi poadavky na penosovou rychlost a zpodnPromnn penosov rychlost v relnm ase (rt-VBR) uren pro data citliv na zpodn, ale kterm sta men ka psma ne pi CBRPromnn penosov rychlost mimo reln as (nrt-VBR) negarantuje zpodn, striktn poadavek je jen na hodnotu zpodn pi penosu buky. Pkladem jsou datov penosy, citliv na dobu odezvy.Best efforts service Zaruuje penos dat s maximlnm silm

  • WiMAX aplikace*

  • WiFi IEEE 802.11 *Wireless Fidelity Bezdrtov vrnostPrvn verze pijata v r. 1997Dosah a nkolik kilometr (smrov antny, pm viditelnost,)Konfigurace st: ad-hoc (p2p) infrastrukturnNosn standardy 802.11 a / b / g / n / pRzn doplky 802.11 f / i / r /

  • IEEE 802.11 pehled doplk*

    DoplnkRok schvlenPopis802.11a1999Rychlost a 54 Mbit/s v psmu 5 GHz.802.11b1999Rychlost a 11 Mbit/s v psmu 2,4 GHz.802.11d2001Pro zem, kde psmo 2,4 GHz nen pstupn.802.11c2003Mosty (Bridge) mezi pstupovmi body.802.11f2003Spoluprce pstupovch bod od rznch vrobc.802.11g2003Rychlost a 54 Mbit/s v psmu 2,4 GHz.802.11h2003Dynamick vbr kanlu a regulace vkonu.802.11i2004Zabezpeovac a ovovac mechanismy na MAC vrstv.802.11j2004Vyuit psma 4,9 a 5 GHz v Japonsku.802.11e2005Podpora pro QoS na MAC vrstv.802.11m2006Revize standard.802.11k2008Men rdiovch prostedk.802.11r2008Rychl roaming.802.11w2009Podpora integrity, autenticity, utajen a ochrany dat.802.11n11.9.2009Vysok propustnost.802.11p2010?Bezdrtov pstup pro mobiln zazen.802.11u2010?Spoluprce s externmi stmi.802.11v2010?Management bezdrtovch zazen.802.11s2011?Multi-hopping.

  • IEEE 802.11a *Schvleno v r. 1999, T povolil k uvn 1.9.2005

    5,470 5,725 GHz (255 MHz)

    11 nepekrvajcch se kanl s odstupem 20 MHz

    Max. rychlost 54 Mbit (54,48,36,24,18,12,9,6 Mbit/s)

    Ad-hoc (P2P), Infrastructure

    OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)

    BPSK, QPSK, 16-QAM, 64-QAM

  • IEEE 802.11b *Schvleno v r. 1999, T povolil k uvn v r. 2000

    2,412 2,472 GHz (60 MHz)

    13 kanl s odstupem 5 MHz, kanl m ku cca. 22 MHz

    Max. rychlost 11 Mbit (11, 5,5, 2, 1 Mbit/s)

    Ad-hoc (P2P), Infrastructure

    DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum)

    30 40 % kapacity tvo reie

  • IEEE 802.11g *Schvleno v r. 2003, T povolil k uvn v r. 2000

    2,412 2,472 GHz (60 MHz)

    13 kanl s odstupem 5 MHz, kanl m ku cca. 22 MHz

    OFDM a DSSS (pro kompabilitu)

    Max. rychlost 54 Mbit OFDM: 16-QAM (54, 48, 36, 24 Mbit/s) QPSK (18, 12 Mbit/s) BPSK (9, 6 Mbit/s) DSSS: (11, 5,5, 2, 1 Mbit/s)

  • IEEE 802.11p *Schvlen v listopadu 2010 ?

    WAVE (Wireless Access for the Vehicular Environment)

    Licencovan psmo 5,