K

1
Kábeltelevíziós hálózatok tervezése
I-II.Koaxiális kábeles hálózatok

• Takács György
• 10. Eloadás
• Solti Miklós eloadásainak felhasználásával

2
Az elofizetoi átadási pont paraméterei

• Üzemi frekvenciasáv 87,5 MHz862 MHz
• 5,0 MHz65,0 MHz
• Hasznos jelszint AM-VSB-TV (REF) 0 dBmV17 dBmV
• FM REF 6 dB
• QAM REF 10-16 dB
• Szintkülönbség szomszédos csatornákra max.3 dB
• a teljes frekvenciasávban max.12 dB
• Futásido torzítás TXT jelátvitel esetén max.50
  nsec
• Differenciális erosítés max.14
• Differenciális fázis max.12
• Áthallási csillapítás két elofizeto között min.42
  dB
• 8 MHz-es raszter esetén min.36 dB

3
Az elofizetoi átadási pont paraméterei

• Áthallási csillapítás azonos aljzat TV-FM
  kimenete között min.20 dB
• (a TV-FM sávban min.10 dB)
• Reflexiós csillapítás a TV-sávokban min.14 dB
  1,5dB/okt 40MHz-tol
• (de min. 10 dB)
• CNR (vivo/zaj viszony) AM-VSB-TV (PAL B,G) min.44
  dB
• 64QAM jeleknél min. 24,5 dB/10e-4 BER
• FM-sztereó jeleknél min. 48 dB/0,2 MHz BW
• Egy csatornán belüli intermoduláció min. 54 dB
• CTB (harmadrendu üttetések) min. 57 dB
• CSO (másodrendu produktumok) min. 57 dB
• CXM (keresztmodulációs torzítás) min. 60 dB
• HUM (búgásmoduláció) min. 46 dB (képvivore von)

4
Alapelvek

• Az elofizetoi átadási pontra vonatkozó
  szabvány-követelményekre hálózatot tervezni hibás
  döntés
• A tervezés során kituzött paramétereknek elegendo
  tartalékot kell biztosítaniuk a várható öregedés
  és a környezeti homérséklet változások mellett
• Új hálózat tervezésénél az elofizetoi irányú
  frekvenciasáv 87,5 MHz-tol 862 MHz-ig, a
  visszirányú frekvenciasáv 5 MHz-tol 65
  MHz-ig terjed (kerüljük az ettol eltéro
  frekvenciasáv-hasításokat)
• Csak 1GHz-es felso határfrekvenciájú passzív
  építoelemeket tervezzünk felhasználásra
• ONU-kimenetenként legfeljebb 400 elofizetot
  csatoljunk

5
Alapelvek

• Az elofizetoi átadási ponton ne engedjünk meg 8-9
  dB-nél nagyobb szintkülönbséget a teljes
  frekvenciasávban
• Törekedjünk arra, hogy az elofizetoi átadási
  ponton 862 MHz-re vonatkoztatva a hasznos
  jelszint legalább 46 dBmV legyen, de egyetlen
  csatornában se emelkedjen 13dBmV fölé
• Kizárólag kétirányú átvitelre alkalmas koaxiális
  hálózatot tervezzünk, a felhasználásra kerülo
  építoelemeket ennek megfeleloen válasszuk ki
• A kivitelezés során megvalósult hálózat eltérhet
  a tervezettol, de ennek alapján módosítsuk a
  kiviteli dokumentációt

6
Szabványok, eloírások

• EN 50083 sorozat
• -3 Aktív koax szélessávú elosztó elemek
• -4 Passzív koax szélessávú elosztó elemek
• -5 Fejállomási berendezések
• -6 Fényvezetos berendezések
• -7 Rendszer jellemzok
• -10 Visszirányú átvitel
• Euro-DOCSIS
• IEC 96 Rádiófrekvenciás kábelek
• ME-17-015 Távközlo hálózatok rajzjelei,
  jelölései
• EN 60 169-24 Rádiófrekvenciás csatlakozók
• EN 50117 Kábeles elosztóhálózatok koax kábelei

7
Szabványok, eloírások

• ME-17-015 Távközlo hálózatok rajzjelei és
  jelölései
• MMD 3-3 Kábeltelevíziós hálózatok telepítési
  technológiai irányelvei
• MMD 47-1 Tervezési irányelvek az elofizetoi
  hozzáférési hálózatok HFC irányú
  fejlesztéséhez
• MMD 47-2 Tervezési segédlet koaxiális
  elosztóhálózatok tervezéséhez
• MMD 47-3 Épületen belüli KTV hálózatok tervezési
  irányelvei
• MMD 47-4 Tervezési segédlet koaxiális
  elosztóhálózatok visszirányú átviteli útjának
  tervezéséhez
• MMD 47-5 Átadás-átvételi mérések (koaxiális
  hálózat)

8
Adatátvitel
DOCSIS Data Over Cable Service Interface
Specification CMTS Cable Modem Termination
Systems DOCSIS 1.0 és 1.1 Downstream 64QAM
(30.34Mbps)256QAM (42.88Mbps) Upstream
320kbps10.24Mbps (QPSK, 16QAM) DOCSIS
2.0 Upstream to 30.72Mbps with two new multiple
access technologies - Advanced time division
multiple access (A-TDMA) - Synchronous code
division multiple access (S-CDMA) - with 8-,
16-, 32-, 64-, 128QAM (return!)
9
Adatátvitel
Euro-DOCSIS Nom. Downstream 64QAM
(37Mbps) 256QAM (52Mbps) Subscriber
Levels -1713dBmV -1317dBmV SIN
(BERlt10e-8) min. 25,5dB min.31,5dB Upstream
Levels 858dBmV (QPSK) 855dBmV (16QAM) CGW
Input Levels -1614dBmV/200kHz -1317dBmV/40
0kHz -1020dBmV/800kHz -7..23dBmV/1.6MH
z -4..26dBmV/3.2MHz SIN_at_BERlt10e-8
(200kHz3.2MHz) gt15dB/QPSK gt22dB/16QAM
10
A frekvenciasáv felosztása
11
Tradicionális rendszerfelépítés
12
Kábeltelevíziós analóg fejállomás
13
A fejállomás kimeneti spektrumképe
14
Korszeru koaxiális hálózatfelépítések
15
Felfuzött és osztott elrendezés
16
Tipikus házhálózati struktúrák
17
Iránycsatolók
18
Elosztók és leágazók
19
Vonali elosztó
20
Multitap-ek
21
Beltéri elosztók, leágazók
22
Kültéri koaxiális kábel felépítése
23
Beltéri koaxiális kábel felépítése
24
A koaxiális kábel jellemzoi

• Impedancia (névlegesen 75 Ohm)
• Csillapítás
• Frekvenciafüggõ, hõmérsékletfüggõ, átmérõtõl
  függõ, anyagfüggõ
• Reflexiós csillapítás (Structural Return Loss)
• Vonalellenállás (Loop Resistance, Ampacity)
• Rövidülési tényezõ
• Dielektrikumtól függõ (TPE 66.2, HPE 8788,
  TPE9293)
• Igénybevételekkel szembeni stabilitás
• Húzó- és hajlító-szilárdság, legkisebb hajlítási
  sugár, Víz- és tûzállóság (járulékos védelem,
  köpenyanyag)
• Kábelspecifikus csatlakozók

25
Tipikus koaxiális kábelátmérok

• 0.242 RG-59 0.625 T10-625
• 0.272 RG-6 0.700 TX10-700
• 0.340 RG-7 0.750 T10-750
• 0.405 RG-11 0.840 TX10-840
• 0.455 TX10-15 0.860 QR-860
• 0.412 T10-412 0.875 T10-875
• 0.500 T10-500 1.000 T10-1000
• 0.540 QR 540 1.125 QR-1125
• 0.565 TX10-565 1.160 TX10-1160

26
Kábeltelevíziós koaxiális csatlakozók
27
Egy koaxiális csatlakozó szerkezete
28
A koaxiális kábel csillapítása
29
Kábeltelevíziós erosíto
30
Az erosítok jellemzo paraméterei

• Kivitel (öntött könnyûfém tok, klimatikus és
  nagyfr.tömítettség, modularitás, be-és kimenetek,
  táplálás, védelem, stb.)
• Kimenetek száma (egy- vagy többkimenetû, osztott
  vagy külön végerõsített kimenetek, külön
  visszirányú bemenet, skálázható, stb.)
• Erõsítés (maximális üzemi erõsítés, választható
  erõsítéslépcsõk)
• Zajszám (1,713 dB között)
• Kivezérelhetõség (CENELEC 42, flat a kiindulási
  alap)
• Szintállítási lehetõségek (bemeneti, Interstage,
  végfokonként, folyamatosan változtatható vagy
  dugaszolható, ALSC)
• Távmenedzselhetõség (a lekérdezhetõ paraméterek,
  távvezérelhetõ funkciók, alarm funkciók,
  kompatibilitás)

31
Tipikus vonalerosíto felépítése
32
A megfelelo erosíto kiválasztása

• Kis zajszám jó kaszkádolhatóság
• Magas kivezérelhetõség jó kaszkádolhatóság
• Magas max. üzemi erõsítés korlátolt
  kaszkádolhatóság
• Nagy dinamika tartomány jó elõfizetõ/erõsítõ
  viszony
• Több kimenet korszerû elosztási struktúra
• Moduláris felépítés kedvezõ üzembentartás
• Univerzális tokozás egységes hálózatfelépítés
• Földfelszíni készülékek, földkábel korszerû,
  esztétikus
• Légkábeles hálózat kevésbé esztétikus, olcsóbb
  (?)

33
Kábeltelevíziós tápegységek
34
Tipikus távtápláló tápegység
35
Szünetmentes tápegységek
36
Tipikus vonalszakasz szintviszonyai
37
Az olló diagram
38
Családiházas övezet tervezése
39
Tipikus elofizetoi csatlakozók
40
Korszeru elofizetoi csatlakozó
41
Aktív multimédia-csatlakozó
42
Tipikus szintkülönbségek
43
Családiházas övezet tervezése
44
Családiházas övezet tervezése
45
Szintkülönbségek családiházas övezetben
46
Tipikus lakótelepi jelszintek
47
Monomódusú szál, optikai ablakok
48
Optikai detektorok
49
Optical Node Unit
50
Skálázható ONU
51
Optikai adók spektrumképei
52
Korszeru DFB lézeradó 1310 nm-re
53
Korszeru EMS lézeradó 1550 nm-re
54
NdYAG EMS lézeradó 1319nm-re
55
EMAT lézeradó 1550 nm-re
56
Az EDFA és muködése
57
HI-Power EDFA
58
Optical Loss Budget OLB
59
Optikai hálózati struktúrák
60
Tipikus optikai elosztóhálózat
61
A hibrid vonalhálózat felépítése
62
Optikai elosztóhálózat tervezése
63
Optikai elosztóhálózat tervezése
64
Optikai elosztóhálózat tervezése
65
Optikai gyuru felépítése
66
Optikai gyuru tervezése
67
Optikai gyuru tervezése
68
Optikai gyuru tervezése
69
Többsíkú HFC rendszer tervezése

• Az egyes síkok rendszer-paramétereit az alábbi
  táblázat tartalmazza.
• Feladat az eredo elofizetoi paraméterek igazolása
  a megfelelo kaszkádolási számítások elvégzésével.

70
Többsíkú HFC rendszer tervezése

• A CNR halmozódása minden esetben 10Xlog alapon
  történik. Ennek megfeleloen az egyes síkokon
  belül és az egyes síkokból a következo síkokba
  történo átlépés során is 10Xlog alapon történik a
  zajhalmozódás
• A CTB- és CSO-produktumok halmozódása nemcsak az
  egyes síkokban eltéro, hanem az egyes síkokból a
  következo síkokba történo átlépés során is eltéro
  törvényszeruségek között történik, mivel ezek a
  produktumok komplex értékkel bírnak
• Az egyes síkok közötti átlépés során alkalmazható
  átszámítási kulcsokat a következo táblázatok
  mutatják

71
CTB produktumok halmozódása
72
CSO produktumok halmozódása
73
Visszirányú hálózattervezési alapok

• A visszirányú optikai rendszertechnika
  megválasztása
• A koaxiális hálózati struktúra alkalmasságának
  felmérése
• A koaxiális eszközök megválasztása, esetleg
  cseréje
• Az adatátviteli igények és lehetoségek felmérése
• A megfelelo CMTS technológia kiválasztása
• Hálózattervezés visszirány-ban
• Zavarvizsgálat, javítás, zavarvizsgálat, javítás,
  

74
Zavarmentesítés

• A foglalt frekvenciasávok kihagyása
• A rendszer üzemi frekvenciáinak ismerete
• Megfelelo fedettségu hálózat biztosítása
  (Leakage)
• Az optikai/koaxiális hálózatarány optimalizálása
• A megfelelo kommunikációs szintek biztosítása
• Az elofizetoi oldali zavarbehatolás kizárása
  (Ingress)
• Jogosulatlan rácsatlakozások kizárása
• Spektrum ellenorzés, a szolgáltatást nem igénylo
  vagy zavart ágak lekapcsolása távmenedzseléssel

75
Visszirányú hálózattervezési alapok

• Az optikai visszirányú hálózat megtervezése
• Az ONU visszirányú fogadószintjének tervezése
• Az erosítok visszirányú rendszerszintjének
  meghatározása
• Az elofizetoi átadási szintek meghatározása
• Az azonos szintu zavarinzertálási csillapítás
  tervezése
• A maximális modem-adásszint meghatározása
• A megfelelo elofizetoi csatlakozó kiválasztása

76
Kétirányú jelátviteli szintek
77
ONU-HOST kaszkádjellemzok számítása

• Kiindulási adatok
• Az ONU-körzet zajszintje -20 dBmV
• 16 db 1,7MHz-es zajsávszélességu csatorna
• 14 db 0,2MHz-es zajsávszélességu csatorna
• ONU-ban RPT3234 FP-lézer -3dBm OTX
• 30dBmV kivezérelhetoség
• -8dBm ORX mellett 34 dB SIN várható
• RSS-ben RPT2005 DFB-lézer 3dBm OTX
• -60dBmV/Hz mellett 41,5 dB SIN várható

78
ONU-HOST kaszkádjellemzok számítása

• ONU RF-szint számítása
• Pwr/Hz 30dBmV-10log(30x10e6) -44,77dBmV
• tehát 1,7MHz zajsávszélességhez
• -44,77dBmV 62,30dB 17,53dBmV adódik
• és 200kHz zajsávszélességhez
• -44,77dBmV 53,01dB 8,24dBmV adódik
• a 17dBmV-os szint a lézeradó bemenetére adódik,
  tehát az erosítést / csillapítást ennek
  figyelembe vételével kell kalkulálni

79
ONU-HOST kaszkádjellemzok számítása
Elofizetoi síkon 37 dB SIN (17dBmV szélessávú jel
20dBmV Ingress Level), Az ONU-RSS
viszonylatban 34 dB SIN, Az RSS-HOST
viszonylatban 41,5 dB SIN várható. SINCASCADE
-10log(10e-4,15 10e-3,4 10e-3,7)
-10log(70,795x10e-6 398,107x10e-6
199,526x10e-6) -10log(668,428x10e-6) -31,75
dB A HOST-ban ebbol tehát 31,75 dB eredo SIN
adódik Az Euro-DOCSIS szerint gt15dB kell
QPSK-hoz, gt22dB kell 16QAM-hez
80
A teljes optikai gyururendszer
81
Host Insertion
82
Lakótelepi gerinchálózat
83
Gerinchálózat családiházas övezetben
84
Elosztóhálózat családiházas övezetben
85
Szálkímélo visszirányú felfuzött lánc
86
Szálkímélo digitalizált visszirányú lánc
87
Visszirányú blokk-konvertálás elve
88
Visszirányú Host-inzertálás
89
DWDM visszirányban
90
Digitalizált visszirány DWDM
91
Digitalizált visszirány DWDM