Τεχνολογίες Ευρυζωνικής Πρόσβασης 1 Αρ. Τσίπουρας Email: aris@di.uoa.gr
Περιεχόμενa Ευρυζωνικότητα Δίκτυα Πρόσβασης Τεχνολογίες ευρυζωνικής Πρόσβασης Ενσύρματες Ασύρματες Η ευρυζωνικότητα στην Ελλάδα 2
... Ευρυζωνικότητα Υπό ευρεία έννοια ως Ευρυζωνικότητα ορίζεται το περιβάλλον (από πολιτική, οικονομική και τεχνολογική άποψη) που χαρακτηρίζεται από: Τη χαμηλού κόστους παροχή γρήγορων συνδέσεων στο Διαδίκτυο σε όσο το δυνατό μεγαλύτερο μέρος του πληθυσμού, χωρίς περιορισμούς στα συστήματα μετάδοσης και τον τερματικό εξοπλισμό Την κατάλληλη δικτυακή υποδομή Τη δυνατότητα του πολίτη να επιλέγει πάροχο Το κατάλληλο ρυθμιστικό πλαίσιο για την ενδυνάμωση της καινοτομίας και την προστασία του ανταγωνισμού Η τεχνολογική άποψη για την ευρυζωνικότητα είναι: Η αδιάλειπτη πρόσβαση στο Ίντερνετ Ο υψηλός ρυθμός μετάδοσης δεδομένων προς το χρήστη ώστε ο χρήστης να έχει πρόσβαση σε διαδραστικές υπηρεσίες πολυμεσικού περιεχομένου (φωνή, κιν. εικόνα και δεδομένα) 3
Ευρυζωνικότητα και Υπηρεσίες Η ευρυζωνικότητα είναι απαραίτητη για την παροχή υπηρεσιών όπως: τηλε-εργασία, τηλε-εκπαίδευση, τηλε-ιατρική, τηλε-διάσκεψη κτλ, δικτυακές υπηρεσίες ανάμεσα σε ομότιμους κόμβους (peer-to-peer networking services), μετάδοση video υψηλής ποιότητας, αλληλεπιδραστικά παιχνίδια ένα μεγάλο σύνολο υπηρεσιών που σχετίζονται με την παροχή πληροφοριών, αλλά και εμπορικών συναλλαγών (e-commerce) 4
Ευρυζωνικές υπηρεσίες και απαιτήσεις Υπηρεσία Downstream BW Upstream BW Τηλεφωνία 4Khz 4Khz ISDN 144 Kbps 144 Kbps Broadcast 6Mbps 0 Video Interactive 6Mbps μικρό Video Internet >1Mbps μικρό Video conference 6 Mbps 6 Mbps 5 Business 1.5 6.22 Mbps 1.5 6.22 Mbps
ομή τηλεπικοινωνιακών δικτύων Global Network < 10000 km < 10 Tbit/s Wide Area Network < 100 km < 1 Tbit/s Metropolitan/Regional Area Optical Network Client/Access Networks Cable modem Networks SDH/ SONET ISP ATM FTTB Gigabit Ethernet < 20 km 100M - 10 Gbit/s ATM Cable FTTH PSTN/IP Mobile Corporate/ Enterprise Clients 6
Το ενσύρματο δίκτυο πρόσβασης Το δίκτυο πρόσβασης (Αccess Network) είναι το Last mile δικτύου που συνδέει τον συνδρομητή με το πρώτο POP Έχει σχεδιαστεί για την παροχή τηλεφωνίας (POTS) 7
Τεχνολογίες ευρυζωνικής Πρόσβασης Ενσύρματες TP χαλκός : xdsl Οπτική ίνα (Optical fiber) 100% : FTTx, PON AON Power Lines Ασύρματες Σταθερές ραδιοζεύξεις (5-28 GHz) LMDS - Wimax Κυψελωτά συστήματα κινητών -mobile(3g-umts) Oπτικά συστήματα ελεύθερου χώρου (FSO) Μη αδειοδοτημένες φασματικές ζώνες - Unlisenced bands (2.5 GHz) : 802.11x Δορυφορικές ζεύξεις 8
Τεχνολογίες xdsl Αρχικά η μετάδοση ψηφιακών δεδομένων στο υφιστάμενο δίκτυο πρόσβασης γίνεται με τη χρήση modem (ακουστικής ζώνης φασματικό εύρος 3.3 khz-ταχύτητες μέχρι και 56 kbps) ΜετιςτεχνικέςυπέρθεσηςxDSL είναι δυνατή η μετάδοση υψίρρυθμων ψηφιακών δεδομένων (~ 1-52 mbps) μέσα από τα χάλκινα ζεύγη του δικτύου πρόσβασης και σε αποστάσεις < 5 km. Οι τεχνικές αυτές βασίζονται σε modem νέας τεχνολογίας που αξιοποιούν το μεγαλύτερο μέρος του φάσματος διέλευσης των χάλκινων ζευγών του δικτύου πρόσβασης Η αυξημένη εμβέλεια επιτυγχάνεται με τη χρήση αποτελεσματικότερων μεθόδων διαμόρφωσης και χρήση εξελιγμένων μεθόδων κωδικοποίησης 9
τεχνολογίες xdsl Τεχνικές xdsl Συμμετρικές: Ίδιος ρυθμός λήψης και αποστολής δεδομένων Ασύμμετρες: Η ταχύτητα με την οποία ο χρήστης μπορεί να λάβει δεδομένα (downlink) είναι μεγαλύτερη από αυτή με την οποία μπορεί να αποστείλει δεδομένα (uplink) 10
ΗΤεχνολογίαxDSL. Γενικά To x αντιστοιχεί στις διάφορες εκδόσεις του DSL. Οι πιο βασικές είναι: Α asymmetric: μέχρι 8 Mbps down στο συνδρομητή + 640 kbps up + POTS H High speed: μέχρι 2 Mbps down στο συνδρομητή + 2 Mbps up + POTS V Very High speed: μέχρι 54 Mbps down στο συνδρομητή + 2 Mbps up + POTS 11
Τύποι xdsl - Χαρακτηριστικά xdsl Περιγραφή Ρυθμός Δεδομένων Απόσταση upstream downstream ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line 16 1024 Kbps 1.5-8 Mbps 1.544 Mbps - 5.5 km 2.048 Mbps - 4.8 km 6.312 Mbps - 3.6 km 8.448 Mbps - 2.7 km ADSL lite Splitterless DSL 512 Kbps 1.5 Mbps 5.5 km ADSL2 ADSL2+ Asymmetric Digital Subscriber Line 2 Asymmetric Digital Subscriber Line 2 + 1-3.5 Mbps 12 Mbps < 6 km 1-3.5 Mbps 24 Mbps < 6 km HDSL High bit-rate Digital Subscriber Line 1.544 Mbps duplex 2.048 Mbps 1.544 Mbps 2.048 Mbps 1.544 Mbps - 5.5 km 2.048 Mbps - 3.6 km SDSL Symmetric DSL 4.6 Mbps duplex (2UTP) 2.3 Mbps duplex (UTP) 4.6 Mbps 2.3 Mbps 3km(UTP) 6km (2UTP) VDSL Very high rate Digital Subscriber Line 2.3 Mbps 52.8 Mbps asymmetric 26 Mbps symmetric 12.96 Mbps - 1.4 km 25.82 Mbps - 0.9 km 51.84 Mbps - 0.3 km 12
ADSL2+ To ADSL2+ διπλασιάζει το downstream bandwidth 13
Δομικά στοιχεία Εγγυημένοι ρυθμοί R b Λόγος συγκέντρωσης(contention ratio) 14
Παράγοντες που περιορίζουν την εμβέλεια και το R b Απόσταση από το τοπικό κέντρο ιαφωνία Πομποδέκτες Τηλ κέντρου TX Σήμα εκπομπής Πομποδέκτες συνδρομητών RX RX TX NEXT FEXT TX RX RX TX Παραδιαφωνία NEXT Τηλεδιαφωνία FEXT 15
Η οπτική τεχνολογία στα δίκτυα πρόσβασης Η χρήση των οπτικών ινών στο δίκτυο πρόσβασης υλοποιείται από την τεχνολογική πλατφόρμα FITL (Fibre Into The Loop). Ξεκίνησε στις αρχές του 1990 (ΗΠΑ, Ιαπωνία, Ευρώπη) Τεχνικές επιλογές FTTx FTTH (to The Home) FTTB (to The Building) FTTCή FTTCab 16
ομικά στοιχεία ένα οπτικό δίκτυο πρόσβασης Περιλαμβάνει: ONU (Optical Network Unit) ή ΜΟΔ: εξοπλισμός τερματισμού των οπτικών ζεύξεων προς την πλευρά του χρήστη. ONT (optical network terminals): διατηρούν το υφιστάμενο χάλκινο δίκτυο υποδομής και ανάλογα με το βαθμό διείσδυσης x εξυπηρετούν από 20 1000 συνδρομητές) ΟLT: Optical Line Terminal: εξοπλισμός τερματισμού των οπτικών ζεύξεων στο τηλ. Κέντρο. ODN: Το οπτικό δίκτυο διανομής (optical distribution network) Το ODN περιλαμβάνει τις κάτωθι τεχνολογίες: Direct fiber Shared fiber Ο διαμοιρασμός της ίνας επιτυγχάνεται με τις αρχιτεκτονικές ΑΟΝ (active optical networks) ΡΟΝ (passive optical networks) 17
18 ΑΟΝ και PON
xdsl και FO - Fiber to cabinet DSLAM FTTx DSLAM OLT ADSL2+ 3 5 km 20 km ONU 3-4 Mbps* ADSL2+ and VDSL2 1 1.5 km 14 25 Mbps asymmetric 3 6 Mbps symmetric Fibre Copper * Marketable service due to coverage 19 ONΤ Remote DC Power Distribution Cross Box
Χαλκός ή οπτικές ίνες; Ο χαλκός είναι το βασικό μέσο σήμερα ανάμεσα στο τοπικό κέντρο και το χρήστη Ο φορέας δεν μπορεί σύντομα να αντικαταστήσει τον χαλκό με ίνα Η αντικατάσταση αυτή θα κοστίσει πάρα πολύ (40 per meter per customer) 70% του συνολικού κόστους του δικτύου βρίσκεται στον τοπικό βρόχο Με άλλες τεχνολογίες ο τυπικός χρόνος απόσβεσης είναιγύρωστα5 χρόνια Ενώ η αντικατάσταση με ίνα μπορεί να έχει απόσβεση σε 20 χρόνια Οι γραμμές χαλκού μεταφέρουν κίνηση με καλή ποιότητα (προς το παρόν), χωρίς να χρειαστεί να πειράξουμε - τροποποιήσουμε το καλώδιο (xdsl) Τι γίνεται όμως με την ολοένα αυξανόμενη ζήτηση ευρυζωνικών υπηρεσιών; 20
Power Line Communications PLC: H τεχνολογία που παρέχει τη δυνατότητα αμφίδρομης μετάδοσης ευρυζωνικών υπηρεσιών μέσα από το δίκτυο διανομής ηλεκτρικής ενέργειας. ΜΔ: μονάδα διαμόρφωσης Δίκτυο ΜΤ Υποσταθμός Δίκτυο Δίκτυο ΧΤ ΜΔ Δίκτυο ΧΤ Θύρα δεδομένων 21
Ασύρματες τεχνολογίες ευρυζωνικής πρόσβασης. Συστήματα LMDS LMDS (Local to Multipoint Distribution Services) Ρυθμοί μετάδοσης έως και 40Mbps (28MHz φάσμα) Λειτουργία σε αδειοδοτημένη μπάντα συχνοτήτων(3.5 GHz, 26GHz) Ακτίνα κάλυψης ~ 3,5km (26GHz) 22
23 Αρχιτεκτονική LMDS
Μειονεκτήματα του LMDS Υψηλό κόστος απόκτησης της αδειοδοτημένης συχνότητας λειτουργίας Χρήση κλειστών πρωτοκόλλων επικοινωνίας για την ανάπτυξη συστημάτων Υψηλές τιμές εξοπλισμών Ανάγκη για LOS 24
Ασύρματες τεχνολογίες ευρυζωνικής πρόσβασης Πρότυπα ασύρματης σταθερής πρόσβασης Το πρότυπο της σταθερής ασύρματης πρόσβασης (FWA) εκδόθηκε από την IEEE και βελτιώθηκε από τον ETSI Ένας οργανισμός με το όνομα WiMAX Forum(Worldwide Interoperability for Microwave Access - Παγκόσμια Διασυνδεσιμότητα για Μικροκυματική Πρόσβαση) έχει συσταθεί για τον έλεγχο, την πιστοποίηση και την προώθηση συμβατών προϊόντων από διάφορους κατασκευαστές Τα σχετικά πρότυπα χαρακτηρίζονται ως ΙΕΕΕ 802xy 25
Ασύρματες ευρυζωνικές τεχνολογίες Wi-Fi Το Wi-Fi (Wireless Fidelity) προσφέρει Ασύρματη πρόσβαση με υψηλές ταχύτητες. Χωρίς να χρειάζεται καλωδίωση και με τη χρήση του πρωτοκόλλου ΙΕΕΕ802.11, το wi-fi προσφέρει την απόλυτη ελευθερία στη σύνδεση. Μοναδική προϋπόθεση, ο υπολογιστήςήτοκινητότηλέφωνο του χρήστη να βρίσκονται εντός της εμβέλειας ενός σταθμού wi-fi, του λεγόμενου και hotspot. Πρότυπο Ρυθμός μεταφοράς δεδομένων (Max) Συνήθης εμβέλεια σε εσωτερικούς χώρους Συχνότητα Λεπτομέρειες 802.11b 11 Mbps 30-45 μέτρα 2.4 GHz Καλή εμβέλεια /ευάλωτο σε παρεμβολές 802.11g 54 Mbps 30-45 μέτρα 2.4 GHz Υψηλότερες ταχύτητες από το 802.11b σε μικρότερες αποστάσεις-συμβατό με συσκευές 802.11b 802.11a 54 Mbps 7-20 μέτρα 5 GHz Είναι λιγότερο ευάλωτο σε παρεμβολές, αλλά δεν συνεργάζεται με άλλα πρότυπα και γι αυτό δεν χρησιμοποιείται συχνά 26
WiMAX I WiMAX: World Wide Interoperability for Microwave Αcces Είναι το πρότυπο 802.16 που υιοθετήθηκε το 2003 από την ΙΕΕΕ προκειμένου να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις για ασύρματη πρόσβαση ευρείας ζώνης. Λειτουργεί με παρεμφερή τρόπο με το wi-fi, ωστόσο με πολύ μεγαλύτερη εμβέλεια. Ταυτόχρονα παρέχει υψηλούς ρυθμούς μετάδοσης, ασφαλή μετάδοση και υπηρεσίες υψηλής ποιότητας. Οι βασικότερες χρήσης του είναι για: Δίκτυα κορμού στα κυψελωτά συστήματα κινητής τηλεφωνίας Broadband on Demand Παρέχει κάλυψη σε περιοχές που είναι αδύνατον να καλυφθούν με χρήση χαλκού ή οπτικής ίνας 27
Wi-Max ΙΙ Χαρακτηριστικά διάδοσης Λειτουργία σε αδειοδοτημένη περιοχή συχνοτήτων (2.5GHz, 3.5GHz) Χρήση διαμόρφωσης OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Λειτουργία σε ΝLOS περιβάλλον Aκτίνα κάλυψης ~ 15km Τεχνικά Χαρακτηριστικά Η παρεχόμενη χωρητικότητα και η ακτίνα κάλυψης εξαρτώνται από τις συνθήκες λειτουργίας (LOS ή NLOS) LOS: Ρυθμοί μετάδοσης 14-20 Mbps / Ακτίνα κάλυψης 15km NLOS:Ρυθμοί μετάδοσης 2-4 Mbps / Ακτίνα κάλυψης 2-3km 28
Ασύρματες τεχνολογίες UMTS 3G/ UMTS(Universal Mobile Telecommunications): Κατάργηση οποιουδήποτε περιορισμού μεταξύ mobile και fixed networking Αυξημένη ταχύτητα μετάδοσης των δεδομένων και ύπαρξη νέων υπηρεσιών, σε σχέση με τα κινητά δικτύα 2ης γενιάς Xαρακτηριστικά Ρυθμοί μετάδοσης έως 2Mbps Λειτουργία σε αδειοδοτημένη μπάντα (1920MHz-1980ΜΗz) Σημαντικό πλεονέκτημα η φορητότητα και η περιαγωγή Νέα τεχνολογία εισάγεται στον κόσμο του UMTS: HSDPA Προσφέρει υψηλές ταχύτητες (14Mbps στον τελικό χρήστη) (*) COSMOTE offers HSDPA@3.6Mb/s. COSMOTE demonstrated HSDPA@7.2Mb/s & HSUPA@14.5Mb/s (INFOCOM 2007). 29
ορυφορικές ζεύξεις Δορυφορικές Τεχνολογίες (Hellas- Sat): Η δορυφορική τεχνολογία προσφέρει αμφίδρομες ευρυζωνικές υπηρεσίες μετάδοσης φωνής, δεδομένων, εικόνας και video μέσω του δορυφόρου. Οι υπηρεσίες της HELLAS SAT είναι διαθέσιμες τόσο σε περιοχές όπου οι επίγειες ευρυζωνικές συνδέσεις δεν υπάρχουν όσο και σε περιοχές όπου δεν υπάρχει επίγεια τηλεπικοινωνιακή υποδομή. Η τεχνολογία DVB-RCS (Digital Video Broadcasting - Return Channel via Satellite) προσφέρει αμφίδρομες ευρυζωνικές υπηρεσίες μετάδοσης φωνής, δεδομένων, εικόνας και video μέσω του δορυφόρου Hellas SAT net! HOME 500 1000 Ταχύτητα Download 512kbps 1 Mbps Ταχύτητα Upload 96kbps 128kbps Απεριόριστη Πρόσβαση Email Account Pop/ Web Mail 2 4 Web Hosting 50 MB 100 MB Τιμή/Μήνα 39,90* 49,90* Κόστος Εξοπλισμού 399* Κόστος Ενεργοποίησης 59* Αγορά Αγορά 30
Ευρυζωνικότητα στην Ελλάδα 31 Στοιχεία από την ΕΕΤΤ Ιούνιος 2008
32 Ευχαριστώ για την υπομονή σας!