RFoG-Netze Anwendungen und deren Weiterentwicklung

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Clemens Waltz
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1 RFoG-Netze Anwendungen und deren Weiterentwicklung Referent: Martin Beck / Dipl.-Ingenieur, Dipl.-Wirtsch.-Ing.(FH) Vice President Key Accounts & Int. Sales - DELTA ELECTRICS

2 Agenda - Einführung - RFoG-Netze - Status heute - Worauf muss geachtet werden? Optische Probleme im DS/ US - RFoG-Netze Aktuelle Anwendungen - RFoG-Netze Weiterentwicklung - Ausblick 2

3 Einführung 3

4 Motivation RFoG-Netze immer transparent RFoG-Netze sind transparent für das heutige und zukünftige Fernsehen und Dienste 4

5 Bisherige Entwicklung Radio Frequency over Glas (RFoG) Einsatz von optischen Sendern und Empfängern Reduzierung der Kopfstellenanzahl Koaxialnetz HFC Glasfaser dichter an den Teilnehmern Reduzierung der Verstärkeranzahl RFoG RFoG FTTLA FTTC FTTB/H 5

6 Worauf muss geachtet werden? Optische Probleme im DS/ US 6

RFoG-Netze Optische Probleme im DS, Nichtlinearitäten Stimulierte Lichtstreuung aufgrund von induzierten akustischen Phononen, SBS SBS entzieht dem eigentlichen Signal Energie und kann via den

7 RFoG-Netze Optische Probleme im DS, Nichtlinearitäten Stimulierte Lichtstreuung aufgrund von induzierten akustischen Phononen, SBS SBS entzieht dem eigentlichen Signal Energie und kann via den umgekehrten Prozess (Stimulated Brillouin Backscattering SBB) auch Energie zurück in das Signal liefern SBS ist zeitlich versetzt und führt zu großen Störungen im Signal Lösung: Ein kleines Modulationssignal zum DC Betriebsstrom addieren 7

λ 1, λ 2 Δ zwischen λ 1, λ 2 kleiner 0,5nm Optical Beat Interference (OBI) Optische Nodes mit

8 RFoG-Netze Optische Probleme im US, Optical Beat Interference (OBI) OBI entsteht bei der Kollision zwischen optischen Wellenlängen Mindestens zwei Teilnehmer: Senden zur selben Zeit λ 1, λ 2 Δ zwischen λ 1, λ 2 kleiner 0,5nm Optical Beat Interference (OBI) Optische Nodes mit unterschiedlichen Wellenlängen einsetzen CWDM-Technik Keine Interferenzen (OBI) bei Überlagerung 8

Verlust 5,12 Symbole t ein 100ns: Störfrequenzen unter 5MHz Laser muss alle unterschiedlichen Amplituden eines Signals übertragen

9 RFoG-Netze RFoG von der HF-Seite betrachtet Probleme auf der HF Seite entstehen meistens durch eine fehlerhafte Burst-Schaltung Einschaltzeit des Lasers Ausschaltzeit des Lasers Einschaltzeit t ein : 100ns t ein 1000ns t ein 1000ns: max. Verlust 5,12 Symbole t ein 100ns: Störfrequenzen unter 5MHz Laser muss alle unterschiedlichen Amplituden eines Signals übertragen können IEC Standards 100%ige Einhaltung 72 dbµv laser off Fehlerhafte Einhaltung 63 dbµv laser off Threshold for laser on: 64 dbµv Threshold for laser on: 73 dbµv 9

10 RFoG-Netze Anwendungen 10

11 Projekanforderung Standorte Einen Hauptstandort mit Headend und Broadband CMTS und HFC-Technik Zusätzliche drei weitere POPs mit Broadband CMTS und HFC Technik FTTB-Verbindung Nodes LWL Verkabelung für IP & RFoG zwischen Hauptstandort und abgesetzten POPs (2-6km) LWL Verkabelung FTTB von den POP-Standorten zu den Gebäuden ( m) Insgesamt Lieferung von über 850 optischen Nodes unterschiedlichen Leistungsklassen (100/105/110µV) und Upstream-Wellenlängen ( nm für Segmentierungen) Optische Nodes mittels FSK/Fostra-F Modul unidirektional schaltbar (mittels HEC 1004 & DELTANET NMS) TV + Daten Signal Eingang Astra 19,2, Eutelsat 13 & 9, 2 x DVB-T, 6 x UKW (Empfangsanlagen) 5 x CMTS mit insgesamt 36 US Kanäle bzw. optischen Segmentierungen Dual-Wavelength Keine Umwandlung TV Signal in kombiniertes HF Signal, sondern direkte optische Verbindung vom Headend per FTTB zu den Fiber-Nodes CMTS Signale per POP parallel auf leicht verschobener Wellenlänge gemeinsam auf einer Faser per optischer Combiner Komplettlieferung und Installation der POPs und Lieferung der optischen Nodes 11

12 Projekt Dessau ZF SAT Coax HE POP 1 TV + Daten RFoG 2 x λ IP TV λ 1 CMTS λ 2 λ 1 < λ 2 IP IP RFoG MC RFoG RFoG DVB UKW POP 2 POP 3 POP 4 TV + Daten RFoG 2 x λ TV + Daten RFoG 2 x λ Coax Coax Coax // / page 12 // 12

13 Projekt Dessau Verschiedene HFC/POP Standorte

einfach integrierbar DeltaNet verfügt über mehrere Überwachungskonzepte: FOSTRA-H, FOSTRA-D und FOSTRA-F (FSK)

14 RFoG-Netze modern überwachen Fiber Optic System TRAsponder (FOSTRA), DeltaNet Einfache und moderne Methode für die Überwachung des Netzes: Alle Netz-Komponenten (außer die Teilnehmer ) sind im Überwachungsnetz DeltaNet einfach integrierbar DeltaNet verfügt über mehrere Überwachungskonzepte: FOSTRA-H, FOSTRA-D und FOSTRA-F (FSK) Installation P < 250 mw QR-Code, momentane Einstellungen, GPS Einstellungen ändern Internet Installieren Testen 14

Beispielfunktionen: Kopfstelle Web-Interface Graphische

15 RFoG-Netze modern überwachen Fiber Optic System TRAsponder (FOSTRA), DeltaNet Was ist mit FOSTRA-F möglich? Beispielfunktionen: Kopfstelle Web-Interface Graphische Darstellung Smart phone Mehrere Möglichkeiten für den Zugriff auf das Headend 15

16 RFoG-Netze Weiterentwicklung - Ausblick 16

17 Weiterentwicklung - Zukünftige Anforderungen: DOCSIS 3.1 Kompatibilität betrifft vor allen den Übertragungsweg: - Rückwegübertragung kann bis zu 208 MHz betragen - Dadurch Übertragung von bis zu 24 x QAM256 möglich! - Vorwärtsweg wird stufenweise erweitert, nächster Schritt 1.200MHz - Einsatz effizienter OFDM/QAM Modulationsverfahren bedingt Modifikationen der Fibernode Technik 17

18 Weiterentwicklung - Lösungsmöglichkeiten: - Einsatz von CWDM Rückwegsendern Unterschiedliche Wellenlängen sind kostengünstig von 1270 bis 1610nm verfügbar - Zusätzlich Nutzung von nicht-standard CWDM Wellenlängen Vorteil, Ausweitung der Zahl möglicher Wellenlängen auf bis zu 32 Ergebnis: Sichere Übertragung, kein OBI Effekt! - Thermisch kontrollierte Wellenlängeneinstellung Je nach genutzten Wellenlängen bei der Übertragung automatisches Einstellen einer neuen Wellenlänge Nachteil: Bedingt durch die späte Detektierung kann OBI kurzzeitig auftreten

19 Weiterentwicklung - Lösungsmöglichkeiten: RFoG Betriebsmodus im DOCSIS 3.1 System RFoG operating mode: Vermeidet OBI durch Zuweisung einzelner Rückwegsendefrequenzen in einem Zeitslot. Nachteil: Einbussen bei der maximalen Übertragungsbandbreite - Optischer Repeater Ermöglicht größere Reichweite optischer Übertragung und Netzgröße (> 40 km) Sichere Übertragung auch bei Einsatz nur einer Wellenlänge (z.b. 1610nm) Nachteil: Aufgabe des reinen passive Netzes (wenn Splitter im Feld eingesetzt wird) 19

20 Fazit aktuell verfügbare RFoG Netztechnik - Mit Einführung der neuesten Generation RFoG Nodes betriebssicher im Einsatz - DOCSIS 3.1 Kompatibilität wird garantiert - OBI wird zukünftig kein Thema mehr sein - Zukunftssichere Technologie durch weichen Übergang zu Active Ethernet und GP Technologien - Einsatz auch im Mischbetrieb mit Koaxial- und HFC Netzen möglich 20

21 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 21

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