Access Networks (Hozzáférési hálózatok)

Access Networks (Hozzáférési hálózatok)

Szomolányi Tiborné

2006. 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 EHTszerint, „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 802.3 az Ethernet alkalmazásával foglalkozik.

Az AN fizikai referencia modellje (ITU SG15)

Customer PremiseNetwork(s)

Access Network Core Network

SNIynXNIxxn

Final DropLocal

DistributionNT

Access Network

DILocal

SwitchingBackboneSwitching

NIU

Adaptor

A

CPNetwork

A

Core Network

Local Network

NNI-ANNI-B

NNI-BXNIxxn

OPIOPI

OPI

AI

Key Interface

V_201299_2

SNI....Service Node InterfaceNNI....Network Node InterfaceXNI....Interface between User and Network

Az AN logikai ábrázolású referencia modellje.

AccessNetwork

[Y]

AccessNetwork

[X]

WirelessPhone

ServiceFunction

CoreNetwork

AccessUnit[X]

Phone

TV

PC

Customer PremiseNetwork (CPN)

Access Network (AN) Core Network(CN)

L

Q

SNIS1

SNIyn

SNIC1

XNIWI1

XNICP1

XNICX1

XNIxxn

V_201299_1

SNI....Service Node Interface Q....Interface between Access Network andNNI....Network Node Interface Management Agent/NetworkXNI....Interface between User and Network L.....Interface between Access Networks

• 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

BN CPN

Házon belüli hálózat ( In-House Network)

Sematikus

bemutatás

szolgáltatói hálózat

kerítés

Létesítményen belüli, vagy telephelyi h

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

SNIUNI

ServicePort

Function

TransportFunction

UserPort

Function

CoreFunct.

CoreFunct.

Q3

Access Network

AN System Management Function

Control and Management

User Bearer andUser Signalling Information

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

F in a l D r o p

T e le g ra p h p o le

V IE R _ 1 1 0 1 0 0 _ 5

A c c e s s N e tw o r k ( t r a d . )L o c a l L o o p

F e e d e r

D - s id e -c a b le E -s id e - c a b le

L E /R S UC a b in e t( P C P )

L E / M ED P

D P

D P . . . .D is t r ib u t io n P o in tP C P ..P r im a ry C r o s s -c o n n e c t in g P o in tL E .. . . .L o c a l E x c h a n g eM E . . . .M a in E x c h a n g eR S U ..R e m o te S u b s c r ib e r U n it

C o p p e r L in e F ib e r

A c c e s s N e tw o r k ( to d a y )

D is t r ib u t io n T ie r 2 L in k

in te r -e x c h a n g e

Rézkábeles hozzáférési hálózatok elvi felépítése

Home Network Házon belüli hál.

ANN

UNI SNI

NTU 2

M

D

F

Distribution Net Szétosztó szakasz

CPN

C PE

Drop Segment Leágazó szakasz

NT

Réz hálózat esetén: - az NTU1 elosztó szekrényt jelent, - az NTU2 alközponti rendező csatlakozás az NT tápszekrényt, vagy csatlakozó aljzatot, amihez az UNI-n keresztül közvetlenül csatlakozik a felhasználói berendezés. Az FP ebben az esetben elágazó kábelkötést jelent

N TU 1

FP

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

MDF

ELOSZTÓSZEKRÉNY 1.flexibilis pontok

fix kötéstörzs kábelek(feeder cables)

összekötõ kábel(tie cable)


elosztó kábelek(distribution cables)


törzs kábel(feeder cable)




leágazások(drop cables)


szétosztó pon tD.P. 1/1

szétosztó pon tD.P. 1/2

szétosztó pon tokD.P. 2/1 és 2/2

Merev rendszerű kábelhálózat kialakítás

fix kötéstörzs kábelek(feeder cables)


törzs kábel



szétosztó pon t

D.P. 1 szétosztó pon t

D.P. 2

szétosztó pon t

D.P. 3

szétosztó pon t

D.P. 4számozottcsonk


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

Kábeltipus

Vezetö átmérő

mm

Szigetelési ellenállás minimum Gohm.km

Üzemi kapacitás átlag

nF/km

0,4 284 300 5,065% 32-38 35% 38-44

0,6 125 130 5,065% 32-38 35% 38-44

0,8 72 73,2 5,065% 32-38 35% 38-44

0,4 278 300 10 440,6 122 130 10 450,8 70 73,2 10 45

0,4 278 300 10 400,6 122 130 10 410,8 70 73,2 10 41

0,4 278 300 10 400,6 122 130 10 41Qf

papir szigetelésü fémköpenyü

Gyártáshossz jellemző primer paraméterei

Hurokellenállás átlag egyedi

ohm/km ohm/km

Qv

QL

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!

PCM-2/4/11

elosztóFP

M D F

réz kábelek

MUX

ASL-MUX

ASL-MUX

Törzs szegmens

HELYI

KÖZPONT

HELYI

KÖZPONT

SNI

DP

Elosztószegmens

PCM-2/4/11

DP

DP

DP

Leágazószegmens

UNI

DCS-20DCS-20

1

2, 4, 11

1

26

PBX/PABX

30 - 120

30

120-480

120

1

DP

DP

MUX

réz kábelek

o

elosztóFP

elosztóFP

elosztóFP 1

elosztóFP 2

DP

DP

DP

DP

v.5.1

NT

NT

NT

NT

RSU

O

elosztóFP

elosztóFP 1

NT

OLT

OLD

O

elosztóFP

ONU

ONUO

O

ONU

ONU/ONT

DP

DP

TAP

HDT

O

O

KTVONU

passzívosztó

koax. kábel

koax. kábel

O

réz kábelek

réz kábel

buszkábel

réz kábelek

O

fényvezetõ kábelek

fényvezetõ kábelek

UNI

Headendhez

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)

Házon belüli hál.

ANN

UNISNI

NTU 2

M

D

F

Elosztó szakasz

CPN

C PE

Leágazó szakasz

NT

Réz hálózatban - az NTU1 elosztó szekrényt jelent, - az NTU2 alközponti rendező csatlakozás

az NT itt aktív elem, beépített UNI-n keresztül közvetlenülcsatlakozik a felhasználói ISDN berendezés a hálózathoz.

N TU 1

FP

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-huroknak1 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

F in a l D r o p

T e le g ra p h p o le

V IE R _ 1 1 0 1 0 0 _ 5

A c c e s s N e tw o r k ( t r a d . )L o c a l L o o p

F e e d e r

D - s id e -c a b le E -s id e - c a b le

L E /R S UC a b in e t( P C P )

L E / M ED P

D P

D P . . . .D is t r ib u t io n P o in tP C P ..P r im a ry C r o s s -c o n n e c t in g P o in tL E .. . . .L o c a l E x c h a n g eM E . . . .M a in E x c h a n g eR S U ..R e m o te S u b s c r ib e r U n it

C o p p e r L in e F ib e r

A c c e s s N e tw o r k ( to d a y )

D is t r ib u t io n T ie r 2 L in k

in te r -e x c h a n g e

Development of AN

C o p p e r T W P

L T

O N U

~

.

~

O L TS U

S UF ib e r

S U

V 5 .xO N U

A : C o p p e r b a se d a c c e ss n e tw o rk

B : H y b rid a c c e ss n e tw o rk

C o p p e r T W P

D P

D P C a b in e t

C a b in e t

M D F

O D F

A N = L o c a l L o o p

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

Documents

Access Networks (Hozzáférési hálózatok)