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Telekommunikationssysteme1
Institut für Informatik, Ludwig-Maximilians-Universität, MünchenLehrstuhl für Informatik 4, RWTH Aachen
Erste Schritte hin zudigitalen Netzen
1) Digitalisierte Kommunikation zwischen zentralen Vermittlungseinheiten mittels digitaler Mikrowellenlinks und Glasfaser
2) Digitale Vermittlungszentren ersetzen zentrale Vermittlungseinheiten
3) Digitalisierte Kommunikation zwischen Hauptaustauschpunkten und digitalen Vermittlungseinheiten mittels digitaler Mikrowellenlinks und Glasfaser
4) Mehr und mehr digitale Vermittlungszentren ersetzen Hauptaustauschpunkte
5) Reduzierte Hierarchie durch Kombination von Hauptaustauschpunkten und regionalen Vermittlungsknoten
6) Ersatz von lokalen Austauschpunkten durch digitale Vermittlungseinheiten
1969 - 1976
1976 - 1980
1978 - 1986
1980 - 1994
1993 - 1996
1993 - 1997
Analoge Sprache Digitale Signale
t
X(t)
t0
1
Integrated Services Digital Network
(ISDN)
Telekommunikationssysteme2
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t
X(t)
t0
1
LP
Vorfiltern(Low Pass Filter)
Abtasten Quantisieren
01101
Kodieren
EntscheidenAbtasten Dekodieren
01101 LP
Shaping
t
X(t)
Serielle Bit-Übertragung
Pulse Code Modulation
Telekommunikationssysteme3
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Arbeitsmethode
Zweck
• exakte Beschreibung des Signals
• Transport des Signals durch Übertragungskanal ohne Änderungen• Reproduktion durch Empfänger möglichst ohne Verluste
• Zuordnen von Zeichen eines limitierten Alphabets ⇒ Signal ist unvollständig• Diese Zeichen werden durch band-limitierten Kanal übertragen
• Empfänger rekonstruiert Signal mittels limitiertem Alphabet• auftretende Fehler durch unvollständiges Signal sollten klein sein
• Redundanzen im Signal werden entfernt
t
X(t)
t0
1
LP 01101
Vorfiltern(low pass)
Abtasten Quantisieren Kodieren
Quellenkodierung
Telekommunikationssysteme4
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Wenn ein band-limitiertes Signal in regelmäßigen Zeitabständen mit einer Rate gleich
oder zweimal größer als die höchste auftretende Frequenz abgetastet wird, dann
enthält die Abtastung die Information des Originalsignals. (Shannon et al., 1948)
• TV Kanal (~15kHz Bandbreite) ⇒ Abtastrate 30,000 pro Sekunde (30kHz)• analoger Radarkanal (~56kHz) ⇒ Abtastrate 112,000 pro Sekunde (112kHz) • Sprachkanal (~4kHz Bandbreite) ⇒ Abtastrate 8,000 pro Sekunde (8kHz)
Beispiele
Abtastenmit 2T ≤ 1/fg
t
X(t)
Frequenz fg
nT
t
Abtasttheorem von Nyquist
Telekommunikationssysteme5
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gs ff ⋅≥ 2
T=125 µs
0
1
t
kHzT
fs 81 ==
nT
t
f(t)
nT
• in TK-Systemen werden die nominalen 4kHz Kanäle 8000-mal pro Sekunde abgetastet• durch einfache Division ergibt sich, daß eine Abtastung alle 125 µs stattfindet
Pulse Amplituden Modulation
Telekommunikationssysteme6
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• transformiert analoges Signal in diskrete Werte• dividiert Signal in diskrete Schritte mit unterer und oberer Grenze
Quantisierungslinie Abgetastetes Signal
(nT)fq
nT
U
+1V
-1V
f(nT)
Quantisierung
Abtasten Quantisierung
Telekommunikationssysteme7
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(nT)fq
nT
U
+1V
-1V
f(nT)
•nicht-lineare Quantisierungslinie (komprimiert für niedrige, erweitert für höhere Stufen)
• feinere/geringere Granularität für Signale niedriger/höherer Stufe
•reduzierter Quantisierungsfehler aufgrund niedrigeren Signal-Rausch-Verhältnisses vonSignalen niedriger Stufe im Vergleich zu Signalen höherer Stufe
•Quantisierungslinie hat pseudo-logarithmischen Charakter, resultiert in A-Kurve
Quantisierung inTelekommunikationssystemen
Telekommunikationssysteme8
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1Segment Code
6 1111XXXX
1001XXXX
4 1101XXXX
3 1100XXXX
2 1011XXXX
1 1010XXXX
1000XXXX
5 1110XXXX
0
112
96
80
64
48
32
(V)43
(V)1
(V)42
(V)41
(V)42
(V)43
(V)41
1 |x| A1
for ln(A) 1
|)x| ln(A 1 sgn(x) (x)FA ≤≤
+⋅+⋅=
A1
|x| 0 for ln(A) 1
|x| A sgn(x) (x)FA ≤≤
+⋅⋅=
A-Law-Kurve (Europäisches E1-System):
• Kurve mit 13 linearen stückweisen Segmenten mit sieben Gradienten über und sieben unter dem Ursprung (ersten beiden Gradienten in Segment 0 sind gleich)
• Segmente werden mittels 8-bit PCM kodiert, bestehend aus 16 äquidistanten Spannungsschritten
• 112 positive und 112 negative Schritte kodieren das quantisierte, diskrete Signal
• “A” in Formel gleich 87,6 (Bereich, wo Signal-Störabstand vergleichsweise konstant)
Kodierung in Telekommunikationssystemen
Quantisierung
01101
Kodierung
Telekommunikationssysteme9
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• das erste signifikante Bit kodiert die Polarität der Spannung (1=positiv 0=negativ)
• Bits 2 - 4 identifizieren Segment, z.B. 1012 für fünftes Segment
• Bits 5 - 8 zeigen exakte Spannung im linearen Segment (13 Schritte),
z.B. 01002 für viertes Segment
11010000
11010100
11011111
Segm
ent 4
(pos
itiv)
Segment Spannung inSegment (linear)
Polarität 1 = +, 0 = -
1 2 5 6 7 83 4
1 01 1 10 0 0
Kodierung vonSpannungspegeln
Quantisierung
01101
Kodierung
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µ-Law Kurve (Nordamerikanisches DS1 (T1) System):
µ) ln(1
|)x| µ ln(1 (x)Fµ
+⋅+=
• Nordamerikanischer Standard, annähernd gleich zum Europäischen bis auf:
• Approximation durch 15-Segment Kurve (Europäisches System: 13 Segmente)
• Signal-Rausch-Verhältnis 37,5 dB (Europäisches System: 37 dB)
• µ = 100 für ältere Nordamerikanische T1 Systeme
• µ = 255 für aktuelle Nordamerikanische DS1 Systeme
A-Law vs. µ-Law
Quantisierung
01101
Kodierung
Telekommunikationssysteme11
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Methodik
Zweck
Kanalkodierung
•Signalbreitenbegrenzte Übertragung über große Distanz durch band-limitierten Kanal
•kleine Fehlerrate
•z.B. Hinzufügen von Redundanz zur Reduktion der Fehlerrate
•Redundanzen am Empfänger zur Korrektheits-prüfung nutzen
• im Fehlerfall fordert Empfänger Signal neu an
pb
10 -6
10 -5
10 -4
10 -3
10 -2
(Eb/N0) / dB
3 4 5 6 7 8
Kodierungsgewinn
Bitfehlerwahrschein-lichkeit ohne Kodierung
Bitfehlerwahrschein-lichkeit mit Kodierungpb: Bitfehlerrate
Eb: Energie pro InformationsbitN0: Weisses Gauss-Rauschen
Mehr Aufwand undKosten
Telekommunikationssysteme12
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Kanalkapazität nach Shannon (1948)
• Bandbreite analoger (Sprach-)Kanäle : B = 3,4kHz
• reale Übertragungskanäle haben zusätzlich ein Signal-Rausch-Verhältnis (S/N)aufgrund von Verlusten und Übersprechen
dBNS
log 10
HzB
31
bit/sC
⋅
⋅⋅≈
Gesetz von Shannon
• Durchschnittliches Signal-Rausch-Verhältnis von verdrillten Kupferadern (0,4 -0,6mm², unshielded): 10 · log (S/N) = 40 dB
• Kapazität eines analogen Kanals C = 45,3 kbit/s (Beweis durch Shannon mittelsFourier-Transformation)
• Feldtests mit analogen Modems (V:34+) erreichen Maximalrate von 33,6 kbit/s
Telekommunikationssysteme13
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Empfänger
EntscheidenAbtasten Dekodieren
01101 LP
Shaping
Empfänger
• Beim Empfang des digitalen Signals muss der Empfänger entscheiden, ob dasempfangene Signal “0” oder “1” ist
• dekodieren und umwandeln des Signals in diskrete Werte
t0
1
t0
1
t
X(t)
Telekommunikationssysteme14
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PCM-30Übertragungssystemen
Kanal 1Kanal 2
Kanal 30 Kanal 30Kanal 31
Übertragungs-medium
MultiplexDigitalisierung und Signalisierung
AnalogeTerminals
Sprachkanäle mitInband-Signalisierung
(analog)
64KBit/s digitale Kanälemit Outband- Signalisierung
• ITU-T Standardisierung für 30 Sprachkanäle
• Mehrfachnutzung des Übertragungsmediums (z.B. Kupfer Twisted Pair, Koaxialkabel)
• zwei zusätzliche 64Kbit/s digitale Kanäle:- Synchronisation (Kanal 0)- Signalisierung (Kanal 16)
Kanal 0Kanal 1
• 2 Twisted Pair Kabel
• 2 Koaxialkabel
• 2 Mikrowellenstrecken
Separate Übertragungvon Hin- und Rückkanal
Telekommunikationssysteme15
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PCM-30 Rahmen
Kanal 0 Kanal 1 Kanal 2 Kanal 31
125 µs / 256 Bit
Synchronisation (Kanal 0)• Rahmenmarkierung in ungeraden Rahmen (10011011)• Fehleranzeige in geraden Rahmen
Kanal 16
Signalisierung (Kanal 16)
• z.B. Switchinginformation, Abrechnung • Channel Associated Signaling (CAS)• 4 Bit pro Sprachkanal• Signalisierungsinformation von zwei Kanälen pro Rahmen
3.9 µs 3.9 µs
8 Bits
30 Sprachkanäle
• 8 Bit / 3.9 µs• 488ns/Bit ⇒ 2.048MBit/s
Telekommunikationssysteme16
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Platzsparend:Digitale Vermittlungsstellen
63m
18m
Elektro-mechanischeVermittlungs-
stelle
DigitaleVermittlungs-
stelle
Größemax. Verkehr
RaumanforderungEinschubzeilen
max. GewichtStrombedarf in Spitzenzeiten
Digitale Vermittlungsstelle
Edelmetall-Motor-DrehwählerVermittlungsstelle
10620 Verbindungen4400 Erlang185m2
3.5300kg/m2
670A
3 Gruppen mit jew. 200ZIG+FEW2700 Erlang1130m2
501000kg/m2
1800A
27 Reihen mit jeweils3300 Relais (EdelmetallMotor Drehwähler, EMD)
1 Reihe mit Tausendenvon Transistoren
Telekommunikationssysteme17
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Reduzierte Hierarchie:heutige Netzstruktur
Weitverkehrsnetzwerk:
• 23 Zentren in Deutschland
• keine Nutzeranbindung
• vollständig vermascht
Regionale Netzwerke:
• verbunden mit Zugangsnetz
• ca. 500 Vermittlungszentren
• Kundenanbindung möglich
Zugangsnetze:
• Hohe Investitionen, geringeEinnahmen
• stärkster Verkehr auf dieserEbene
Weitverkehrs-Netze
RegionaleNetze
Zugangsnetze
z.B. Düsseldorf, München
z.B. Aachen, Ulm
z.B. Erkelenz, Rosenheim
Telekommunikationssysteme18
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Kernnetze
(Backbone-Netze, Weitverkehrs- und Regionalnetze)
Telekommunikationssysteme19
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Verbindungen zwischendigitalen Vermittlungszentren
Glasfaser oderRichtfunkstrecken
140 - 565Mbit/s
Glasfaser oderRichtfunkstrecken8 - 140Mbit/s
DA
DA
Glasfaser2 - 34 Mbit/s
DA
AD
Kupferkabel64 kbit/s - 2 Mbit/s
64 kbit/s - 2 Mbit/s
Glasfaser64kbit/s - 2Mbit/s
Modem
Plesio
chro
no
us D
igital H
ierarchy (P
DH
)
Weitverkehrs-Netz
RegionaleNetze
Zugangsnetze
Telekommunikationssysteme20
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Plesiochronous DigitalHierarchy (PDH)
PCM-30
PCM-30
PCM-30
PCM-30
2.048Mbit/sTwisted Pair,
Koax
8.448Mbit/sKoax,
Glasfaser
34.368Mbit/sGlasfaser,Richtfunk
139.264Mbit/sGlasfaser,Richtfunk
564.992Mbit/sGlasfaser,Richtfunk
256KBit/s+ zusätzlicheSignalisierung
576KBit/s+ zusätzlicheSignalisierung
1.792MBit/s+ zusätzlicheSignalisierung
7.936MBit/s+ zusätzlicheSignalisierung
SecondaryMultiplexSystem
34Mbit/sSystem
140Mbit/sSystem
565Mbit/sSystem
Telekommunikationssysteme21
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Von PDH nach SDH
• Synchronisation mit Rahmenkennung
• kein gemeinsamer Trigger
• bitweises Multiplexing
• bitweises Stopfen
• unterschiedliche Multiplex-Schemata (US, Europa)
• Signale müssen schrittweise demultiplexed und identifiziert werden über alle Schichten• Keine Reserve für z.B. Netzmanagement, Dienstkontrolle und zusätzliche Leitungen
• weltweit unterschiedliche und nicht-standardisierte Bitraten
• unflexibel durch gebündelte Kapazitäten (oft ungenutzt in Zeiten geringen Verkehrs)
Probleme
Europa: Synchronous Digital Hierarchy (SDH)USA: Synchronous Optical Network (SONET)
Plesiochronous Digital Hierarchy
PCM-30
PCM-30
PCM-30
PCM-30
seit 1990
Telekommunikationssysteme22
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Synchronous Digital Hierarchy
• weltweit standardisierte Bitraten
• byteweises Multiplexen
• direkter Zugriff auf Signale ohne mehrfaches Demultiplexen
• zusätzliche Bytes für Netzmanagement, Dienst- und Qualitätskontrolle, zusätzliche Leitungen
• vereinfachtes Schema
• synchronisiertes, zentral getriggertes Netzwerk
• kurze Verzögerungen bei Launching und Decoupling (add/drop) Signalen
155Mbit/s
622Mbit/s
34Mbit/s
622Mbit/s
2Mbit/s2Mbit/s
SDH Cross Connect
Vermittlungsstelle
Vermittlungs-stelle
Telekommunikationssysteme23
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Erste Schritte hin zu SDH
SDH-Overlay Network
FMUX
2.5Gbit/s
SDH-Cross Connect
Vermittlungsstellen für regionale und lokale Netze
SDH - Add/Drop-Multiplex
• add / drop Signale• Hochgeschwindigkeits-SDH• hohe Kapazität
• add / drop Signale• niedrigere Kapazität
SDH - Flexible Multiplex• verteilt Bandbreite direkt an Kunden oder Vermittlungsstellen
Kunden mit hohen Bandbreitenanforderungen
155Mbit/s
155Mbit/s 2Mbit/s
2Mbit/s
PDH
Telekommunikationssysteme24
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SDH vs. SONET
SDH SONET
Europäische/CCITT Entwicklung
Grundrate: SDH Level 1 — 155.52 Mbit/s
Digitale Basisrate:2.048, 34 or 139 Mbit/s
Nordamerikanische Entwicklung
Grundrate : STS-1/OC-1 — 51.84 Mbit/s
Digitale Basisrate :DS1 or DS3 Raten
SDH Stufe SDH Bit Rate (kbit/s) SONET Äquivalente Rate
14
16
155,520622,080
2,488,320
STS-3/OC-3 ( 3 x 51.84Mbit/s)STS-12/OC-12 (12 x 51.84Mbit/s)STS-48/OC-48 (48 x 51.84Mbit/s)
Telekommunikationssysteme25
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SDH Rahmenstruktur
Payload
9 Spalten (Bytes) 261 Spalten (Bytes)
Regenerator SectionOverhead (RSOH)
Administrative Unit Pointers
Multiplex SectionOverhead (MSOH)
9Zeilen
1
345
9
Administrative Unit Pointers
• erlauben den direkten Zugriff aufBestandteile vom Payload
Section Overhead:
• RSOH: Enthält Informationen bezüglich der Route zwischen zwei Repeatern odereinem Repeater und einem Multiplexer
• MSOH: Enthält Informationen bezüglich der Route zwischen zwei Multiplexern ohneBerücksichtigung der zwischenliegenden Repeater.
Payload:
• Enthält Nutzdaten in Form von Containern (C-n),Tributary Units (TU-n) oder Gruppen von TributaryUnits (TUG-n, Transportgruppen).
Struktur:
• 9 Zeilen mit jeweils270 Bytes.
• Rahmendauer 125 µs(8 kHz).
• Basisrate 155.520 Mbit/s.
Synchronous TransportModul (STM)
Telekommunikationssysteme26
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SDH Hierarchie
STM-1 STM-4 STM-16
155 Mbit/s 622 Mbit/s 2,5 Gbit/s
Höhere Hierarchiestufen werden durchZusammenfassen von STM-1 Modulen erreicht.
4 x STM-44 x STM-1
4 x STM-1
Basistransportmodul für155Mbit/s, enthält z.B.:
• einen kontinuierlichen ATM-Zellenstrom (C-4 Container),
• eine Transportgruppe (TUG-3) fürdrei 34Mbit/s PCM-Systeme oder
• eine Transportgruppe (TUG-3) fürdrei Container, die wiederum TUGenthält
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SDH Containertypen
H4
VC-4 Path Overhead (POH)
C-4VC-4
Payload
23
TUG-3
1
VC-3oder
Container, C-n (n=1 bis 4)
• definierte Einheit für Payload-Kapazität
• überträgt alle SDH-Bitraten
• kann Kapazität bereitstellen fürTransport von noch nicht spezifiziertenBreitbandsignalen
Virtual Container, VC-n (n=1 bis 4)• unterstützt Path Layer Connections in SDH• besteht aus Payload und POH
• niedriger VC (n=1,2): einzelner C-n plus BasisVirtual Container Path Overhead (POH)
• höherer VC (n=3,4): einzelner C-n, Zusammenschlußvon TUG-2s /TU-3s, plus Basis Virtual Container POH
C-n Container n
VC-n Virtual Container n
TU-n Tributary Unit n
TUG-n Tributary Unit Group n
Tributary Unit, TU-n (n=1 bis 3)
• Anpassung zwischen higher andlower path layern
• enthält VC-n und Tributary UnitPointer
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SDH Containertypen
VC-3
1
23
45
67
12
3
TUG-2
VC-12
TUG-12
2048 Mbit/s
C-12
VC-2
oder
TU-3
C-334 Mbit/s
Administrative Unit-n (AU-n)
• stellt Adaptierung zwischen Higher-order Path Layer und Multiplex Einheit bereit
• besteht aus Payload undAdministrative Unit Pointern
• Administrative Unit Group (AUG): AUs belegenfixe, definierte Positionen in STM Payload
C-n Container-n
VC-n Virtual Container-n
TU-n Tributary Unit-n
TUG-n Tributary Unit Group-n
AU-n Administrative Unit-n
AUG Administrative Unit Group
STM-N SynchronousTransport Module-N
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SDH Multiplexstruktur
STM-N AUG AU-4 VC-4 C-4
TUG-3 TU-3
AU-3 VC-3
VC-3
C-3
TUG-2 TU-2 VC-2 C-2
TU-12 VC-12 C-12
TU-11 VC-11 C-11
x N
x 3
x 7
x 7
x 3
x 3
x 4
139 264 kbit/s
44 736 kbit/s34 368 kbit/s
6312 kbit/s
2048 kbit/s
1544 kbit/s
Zeigerverarbeitung
Multiplexen, Abbilden
C-n Container-n
VC-n Virtual Container-n
TU-n Tributary Unit-n
TUG-n Tributary Unit Group-n
AU-n Administrative Unit-n
AUG Administrative Unit Group
STM-N Synchronous Transport Module-N
Telekommunikationssysteme30
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SDH Multiplexverfahren
Container-1
Container-1VC-1 POH VC-1
VC-1
VC-1
TUG-2
VC-3
VC-3VC-3
AUG
TU-1TU-1 PTR
VC-1 TUG-2TU-1 PTRTU-1 PTR
TUG-2VC-3 POH
AU-3 PTR
AU-3 PTRAU-3 PTR
AUGSOH
VC-3
AU-3
AUG
STM-N
Logische Assoziation
Physikalische Assoziation
PTR Zeiger
Telekommunikationssysteme31
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SDH Synchronisation
AUG AUG AUG
OffsetVC-n VC-n VC-n
AUG AUG AUG
VC-n VC-n VC-n
AUG
• Zeigerwert inkrementiert/dekrementiert
• Anpassung der Container durch positivenoder negativen Offset zur weltweitenSynchronisation.
• Aufeinanderfolgende Zeigeroperationenaufgeteilt in wenigstens 3 Rahmen,während Zeigerwerte konstant bleiben
• VC-n Ausrichtung wird periodisch neuberechnet und eingestellt
• Zeigerwert wird um 1 dekrementiert
• Invertiert Bits 7,9,11,13,15 (l-Bits) desZeigerwortes
• 3 positive Anpassungsoktets mit invertiertenl-Bits werden an letzten AU-4 Rahmen angehangen
• Folgende Zeiger enthalten neuen Offset
Telekommunikationssysteme32
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SDH Übertragungsnetzwerk
Syn
chro
no
us D
igital H
ierarchy (S
DH
)
ÜberregionalesSwitching
RegionaleSwitchingCenter
LokaleNetzwerke
Cross Connect Node
Add/Drop Multiplex (ADM)
Digital Switching Center
• Sternförmiges Netz
• Baum-basiertes Netz
• keine spezielle Topologie
• nicht-hierarchisches Netz
• Flexible Bandbreiten-nutzung
• hohe Skalierbarkeit
• hohe Zuverlässigkeit
SDH Local Loop
Telekommunikationssysteme33
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Zugangsnetze
Verbindung zwischen Endvermittlungstellenund Endgeräten
Telekommunikationssysteme34
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Problem der “letzten Meile”
“letzte Meile” ( 1 - 2 km)
Hauptstrecken(Glasfaser, Richtfunk)
mehr als 70% der Kosten einerkompletten Abdeckung
return-on-investment sehr schwer erreichbar
• hohe Nutzerfluktuation
• sehr unterschiedliche Nutzeranforderungen
• sinkende Einführungszeit für neue Dienste
• sinkende Nutzungszeit für Dienste
• sinkender Grundpreis
Ortsvermittlungs-stelle
Kabelverteiler
150 - 2000 (Ø 400) Paare 6 - 600 (Ø 36) Paare
Hauptkabel1-8 (Ø 1.7) km
Verteilungskabel20-1000 (Ø 300) m
Abonnentenleitung5-50 m, 2-8 Paare
Kabelmuffen
“dirty mile”
Telekommunikationssysteme35
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~230V
Zugriffstechnologien
LC
LC
LC
SDH
V5.2 (Konzentrator)
V5.1 (Multiplex)
a/b Interface / ISDN
1 Kupferpaar
2 Paare / 2 Fasern
2 Paare / 2 Fasern
2 Paare / 2 Fasern
Wireless Local Loop (WLL)
Bis zu 50m
30 Teilnehmer
>30 Teiln.
Line Circuit
Vermittlungsstelle
1 Kupferpaar
1 Kupferpaar
V5.2
Telekommunikationssysteme36
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Glasfaser im Ortsbereich
Kabelverteiler
Fiber to the curb (FTTC)• billig• nutzt existierende Struktur• geringe Bandbreite
Fiber to the home (FTTH)• höchste Kosten• Neuverkabelung notwendig• höchste Bandbreite
Vermittlungs-stelle
Kabelverteiler(optischer Verteiler)
Fiber to the building (FTTB)
ONU
ONU
ONU
OpticalNetwork
Unit(ONU) Glasfaser
bis zu 15km
Glasfaser
~230V
Kupfer20 - 2000m
Telekommunikationssysteme37
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Alternative Anbindungen
Nutzung von Funktechnik
• spart nur 50m Erdarbeiten
• limitierte Bandbreite
• Interferenzen • Wasserrohre
• Gasleitungen
• Kanalisation
Kabelverlegung durch
um Erdarbeiten zu vermeiden
• z.B. Verkehrsampelleitungen
• Breitbandkabel (TV)
• Stromkabel
Nutzung existierenderKabelinfrastruktur
bis zu 50m
Telekommunikationssysteme38
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Modu-lator
Modu-lator
Kommunikation überStromleitungen
Modu-lator
230V / 400V~
10-20kV~
Stromkabel
UmwandlerStation
Sicherung
FrequencyLockingDevices
Modulation
Stromkabel
•Parallel angeschlossene Abonnenten
•große Durchmesser (10 bis 200 mm²)•nur 2 bis 4 Kabel für bis zu 200 Abonnenten
•Störungen durch elektrische Effekte (Strom-schwankungen, Spannungsspitzen)
•Nachbarschaft hoher Stromstärken (<1000A)und Spannungen (230V - 110kV)
bis zu 2000m
Telekommunikationssysteme39
Institut für Informatik, Ludwig-Maximilians-Universität, MünchenLehrstuhl für Informatik 4, RWTH Aachen
Kommunikation überStromleitungen
Feldtests:
Probleme:
• Bursthafter Verkehr• limitierte Bandbreite (1,3 Mbit/s)• Busverbindungen der Abonnenten• Existierende Regulierungen (Nutzung des 1 - 30MHz Band)
Vorteile:
• Heimautomation (Vernetzung von Haushaltsgeräten über die “Steckdose”)• zentralisierte Fernsteuerung des elektrischen Verbrauchs (Vermeidung von Spitzenlast) • Entfernte Verbrauchsablesung (⇒ Wettbewerb von Energieanbietern)
• RWE (Leichlingen bei Düsseldorf)• Siemens • BEWAG (Berlin) DÜNE-System (Datenübertragung über Niederspannungs-Energienetze)• Nortel Dasa (GB, Sweden)