Přístupové sítě Struktura telekomunikační sítě :•Zařízení síťových uzlů : slouží k vlastnímu poskytování služeb, ústředny sítí s přepojováním okruhů, směrovače paketových sítí, informační zdroje (servery,databanky,..)
• Páteřní sítě : přenos signálů mezi uzly sítě, tvoří ji spojnice a uzly, spojnice jsou fyzické přenosové cesty
• Přístupové sítě : přenos signálů mezi KZ a síťovými uzly, zajišťují přístup jednotlivých účastníků ke službám, příp. lokálních sítí k veřejné telekomunikační síti NOVĚ: od původních metalických tf. přípojek se vyvinuly v multifunkční vysokorychlostní sítě
• Nadstavbu těchto částí tvoří TMN (Telecommunication Management Network), řídící a dohledová síť
Páteřní sítě:- přenos provozního zatížení mezi uzly sítě- přenos signálů stovky Mbit/s - stovky Gbit/s- transport signálů na velké vzdálenosti- přenosová zařízení jsou umístěna v objektech
provozovatelů- využívají optické přenosové cesty,vlnový multiplex
Přístupové sítě:- sběr provozu z dané oblasti do obslužného uzlu
telekomunikační sítě- přenos signálů různých rychlostí (přenos hovorů,dat,
obrazu, video, multimédia)- přenos na krátké a střední vzdálenosti- přenosové zařízení je dislokováno u uživatele (napájení,
ochrana neoprávněného zásahu,…)
Současný trend:
V páteřních i přístupových sítích se využívají shodné principy zpracování signálů ,
sdružování signálů různých telekomunikačních služeb
Přenosová média přístupových sítí
1. Metalické vedení- symetrické páry : telefonní páry v místních kabelech,
vnitřní rozvody budov- koaxiální kabely : sítě kabelové televize CATV, počítačové sítě sběrnicového typu- silová vedení : současně využívaná pro sdělovací signály (PLC- Power Line Communication)
2. Optické prostředí- optické vlákno- optické směrové spoje (radiová pojítka, nad 3 000 GHz)
3. Radiové prostředí- směrové spoje bod-bod (P - P)- přístup bod – mnoho bodů (P- MP) : distribuční
přístupové systémy FWA (Fixed Wireless Access), fixní vlnový přístup : využití volných a vymezených pásem ( přes IO)- mobilní sítě (přenos dat CDMA,UMTS)- družicové systémy
Pozn.: nejběžnější - metalické symetrické páry nejperspektivnější – optická vlákna (připojení instituci, firem)
specifická síť – rádiové prostředky , výhoda operativního nasazení,
překlenutí značných vzdáleností s minimálními náklady
Přístupové technologie xDSL• DSL- digitální účastnické přípojky, Digital Subscribe Line • xDSL- technologie založené na nevyužité
kapacitě přenosového média účastnického přípojného vedení telefonní sítě
• sdílení přenosové kapacity účastnické smyčky jednak operátorem IDN sítě a poskytovatelem připojení do internetu
• znak: vyšší Vp řádově desítek Mbit/sZákladní provedení :• HDSL (High-Bit-Rate DSL)• SDSL (Symmetric DSL)• ADSL ( Asymmetric DSL)• VDSL ( Very - High- Speed DSL)
Přehled xDSL• HDSL nabízí přenos obousměrného toku PCM s Vp=2Mbit/s, obousměrně po 2-3 párech úč. vedení,
každé vedení nese dílčí část datového toku, kód 2B1Q – čtyřstavový signál složený z dibitů. Oblast použití : připojením pobočkových ústředen na pronajatých okruzích, dosah 3km• SDSL je vývojové pokračování technologie HDSL, využívá 1 pár účastnického vedení , Vp=2,3Mbit/s, kód 3B1Q – osmistavový signál složený z tribitů. Oblast použití: dosah 3kmHDSL a SDSL obsahuji měniče v základním pásmu, v přídavném zařízení probíhá změna kódu – překódovánísignálu s potlačením stejnosměrné složky.
Technologie ADSL
• přípojky ADSL využívají metalické přípojné páry přístupové sítě v podstatně širším kmitočtovém pásmu než předchozí xDSL
• Rozdíl od HDSL a VDSL: přenáší digitální signály v kmitočtově přeloženém pásmu a tím zachovává navíc i funkci původní telefonní přípojky
• Koncepčně se ADSL orientuje na domácnosti, malé firmy, práce z domova – umožní po stávajícím telefonním vedení širokopásmové služby
Hlavní znaky ADSL• asymetrie přenosových rychlostí :- ve směru k účastníkovi (sestupně) do 8Mb/s, 2.generace : ADSL
2+ vyšší Vp, rozšířením fr.spektra- ve směru od účastníka (vzestupně) do 1Mb/s- princip kmitočtového dělení se realizuje na obou stranách metalického úč.vedení pomocí rozdělovače – - splitter
• vysokorychlostní přenos zajišťují ADSL modemy• modem na straně ústředny je součástí účastnického multiplexoru
DSLAM (DSL Access Multiplexor)
Rozbočovač (splitter)na straně účastníka funguje jakokmitočtová výhybka : signály se od sebe frekvenčněoddělují pomocí pasivních filtrů :
- dolní část frekvenčního spektra signálu prochází přes DP určenou pro telefonní kanál,- horní část frekvenčního spektra projde přes HP a je na obou stranách vedení přivedena k ADSL modemu Pozn.: filtry mohou být instalovány přímo v modemu
Funkce ADSL modemu: Frekvenční pásmo přenosového kanálu ADSL 0 až 1,104 MHz jepřes DMT modulaci (Discrete Multi-Tone Modulation – diskrétnívícekanálová modulace) rozděleno do 256 frekvenčně oddělenýchsubkanálů a každá nosná frekvence subkanálu je modulována přesQAM modulaci .
ADSL MODEM = měnič datového signálu v přeloženém pásmu
Rozdělení frekvenčního spektra ADSL
Přípojka VDSL
• poskytuje nejvyšší přenosové rychlosti
(v symetrickém režimu 26 Mb/s,
v asymterickém režimu 52 Mb/s ve směru
od poskytovatele)
• vychází ze stejného principu jako ADSL, tzn.oddělení druhů přenosů pomocí splittru
• nevýhoda : dosah max. 1,6 km
Přístupové systémy kabelové televize CATV• Rozšíření v městských aglomeracích, sdílené médium• Realizují se jako hybridní přístupové sítě, využívají kombinaci
optického vlákna a metalického koaxiálního kabelu
• Vedle distribuce TV programů možnost nabídky obousměrných datových přenosů, tzn. připojení k Internetu, k telefonní sítí
(při nízkých dodatečných nákladech zhodnocení sítě)
• Digitální CATV – alternativní způsob šíření DVB (Digital Video Broadcast), vedle satelitního a pozemského vysílání
• Postup: - signály obrazu a zvuku se komprimují a kódují dle standardu MPEG 2 - pak se 4-5 programových toků muliplexuje do společného transportního toku - transportní tok je již modulačním signálem pro síť CATV a moduluje se na nosnou frekvenci vybraného TV kanálu (přes QAM)
Příklad řešení struktury CATV s optickou primární sekci hvězdicové topologie
• Síť CATV je „sdílené médium“, pomoci kterého jsou účastníci připojení k centrálnímu uzlu - hlavní stanici
• Uzel - distribuuje informace ke KZ - zprostředkuje spojení s okolním prostředímPomocí frekvenčního multiplexu lze do signálu CATVvložit nejen TV pásmo - ale i obousměrný telefonní a datový provozObousměrný přenos se realizuje frekvenčním dělením :- frekvenční pásmo pro směr k účastníkovi: 65-850 MHz- směr zpětný : 5 – 65 MHz Účastnická koncová zařízení se označují : KABELOVÉ MODEMY
Struktura systému CATV
CATV jako hybridní síť se dělí do dvou úrovní :- vyšší úroveň: primární , tzv.distribuční část ,vede k distribučnímu uzlu poskytovatele, optická sekce CATV : OLT –Optical Line Terminal(optické linkové zakončení na straně operátora)- nižší úroveň : sekundární , tzv. zásobovací část,zásobuje uživatele požadovanými službamikoaxiální sekce CATV: ONU – Optical Network Unit (optická ukončovací jednotka na straně uživatele)Rozvod CATV: Realizován pomocí sdíleného média – koaxiálneho kabelu,který je přes tzv.rozbočovač přiveden k jednotlivýmuživatelům.
- vysoké přenosové rychlosti stovky Mb/s až Gb/s- spolehlivost , bezpečnost přenosu- efektivnost přenosu ve vztahu ke kapacitě sítě
Základní funkční části OAN :- OLT( Optical Line Terminal) je rozhraní mezi přístupovou sítí a sítěmi operátorů telekomunikačních služeb (strana sítě)- ONU (Optical Network Unit) je rozhraní mezi koncovým zařízením účastniků a přístupovou sítí (strana uživatelů)- ODN (Optical Distribution Network) je optická distribuční síť
Distribuci signálu zajišťuje rozdělovač -Splitter, rozdělí signál dopožadovaného počtu dílčích směrů, neprovádí zesilování a ani jiné úpravysignálu - pasivní optická síť.ONU obdrží od poskytovatele časově multiplexovaný signál a vybere pouzejemu příslušející časový kanál.
Aktivní optická síť obsahuje aktivní síťové prvky – např. v podobědigitálního přenosového zařízení (SDH)
Optické přístupové sítě: OAN- Optical Access Network
Obousměrný přenos v optických přístupových sítích lzezajistit vlnovým dělením – multiplexem WDM (WavelengthDivision Multiplex), použitím optických filtrů.
Podle rozhraní rozeznáváme systémy kombinaceoptický - metalický kabel (HFC-Hybrid Fiber Coax),tzv. hybridní technologie řešení přístupové cesty
• FTTO (Fibre to the Office) , optické vlákno je přivedeno přímo ke koncovému zařízení účastníka s velkými nároky na kapacitu přístupové sítě – velká firma
• FTTH (Fibre to the Home), optika až do bytu ke KB sítě (zásuvka)
• FTTB (Fibre to the Building),optika až do budovy účastníků, kteří jsou připojení přes vnitřní účastnické rozvody
Širokopásmové rádiové přístupové sítě
• Širokopásmové rádiové přístupové systémy FWA (Fixed Wireless Access) – perspektivní řešení pro pevný radiový přístup
• Výhody: rychlost výstavby, jednoduchá instalace u zákazníka, alternativa kabelové přístupové sítě
• Ozn.: PMP, tj. radiový přístupový systém point-multipoint
• Princip: spojení je realizováno prostřednictvím základnových stanic BS (Base Station), k nimž je přes radiové rozhraní připojeno několik SAS (Subscriber Access Systém) - KZ v rámci obsluhované lokality,
lokalita je rozdělena do několika sektorů• Jednotlivé BS jsou napojeny do páteřní sítě
Schématické znázornění sítě P-MP
Interference mezi sektory ( rušení )
systému PMP se řeší:- instalaci kvalitních směrových antén BS a
antén KZ, tzv.úzce směrové antény- každému sektoru v okolí BS se přidělí jiné
frekvenční spektrum, tzn. střídání používaných frekvencí
- sousedící sektory užívají různé frekvence
Standardy bezdrátových přístupových sítí
• IEEE 802.11 – bezdrátové lokální sítě Wifi, Wireless Fidelity (2,4GHz, 5GHz)
• IEEE 802.15 – bezdrátové osobní sítě, Wireless Personal Area Network, WPAN
• IEEE 802.16 – Wireless Metropolitan Network WiMax ( 2 - 11 GHz –nevyžaduje přímou viditelnost,
vyšší dosah až 48 km, zahrnuje licenční i sdílené pásma)
• IEEE 802.20 – mobilní širokopásmový bezdrátový přístup, Mobile Broadband Wireless Access, MBWA
IEEE – Institute of Electrical and Elektronics Engineers
Přístupy k sítí Internet dle údajů k 31.12.2010
Přístupy k sítí Internet dle údajů k 31.12.2012