Heutige Breitbandtechniken ein Überblick. Prof. Dr.-Ing. Dieter Schwarzenau Deutsches Institut für Breitbandkommunikation GmbH

Transkript

1 Prof. Dr.-Ing. Dieter Schwarzenau Deutsches Institut für Breitbandkommunikation GmbH

2 Verfügbare Übertragungsmedien Verfügbarkeit Power Line In jedem Haushalt Telefonleitung In (fast) jedem Haushalt Koax-Leitung LWL In ca. 70 % der Haushalte (hauptsächlich Ballungsgebiete) In D: (immer noch) selten Luft (Funk) Überall (Ausbreitungsbeschränkungen) 2

3 Power Line Communication (PLC) Mittelspannungsnetz PLC- Modem Trafostation Service Provider 400 V-Drehstrom-Verteilung Glasfaser Nutzung von Energieversorgungsleitungen im Frequenzbereich MHz untaugliches Medium: undefinierte Impedanz aufwändige Signalankopplung Verzweigungen, Fehlabschlüsse Reflexionen (Echos) keine Schirmung oder Verdrillung extrem schlechte EMV hohe Dämpfung geringe Reichweiten Einige 10 Mbit/s erreichbar (für ca Teilnehmer) Pilotversuche von Energieversorgern wurden eingestellt. 3

4 Nutzung von Telefonleitungen bit/s 1000M 100M 10M 1M 100k 10k 1k Übertragungstechniken Reichweiten 4

5 Struktur Telefonnetz Splitter DSL- Modem Kabelverzweiger (Kvz) Kabelverzweiger (Kvz) Vermittlungsstelle Hauptverteiler (HVt) öffentliches Telefonnetz DSLAM (Modem) 5

6 Einsatz von LWL zum KVz (FTTC) Splitter DSL- Modem Outdoor- DSLAM (Modem) E O Elektro- Optischer Wandler Kabelverzweiger (Kvz) Vermittlungsstelle Hauptverteiler (HVt) E O öffentliches Telefonnetz Glasfaser (LWL) Elektro- Optischer Wandler 6

7 Kabelnetze (HFC) Cable- Modem Fibre- Node Kopfstelle Koax-Verteilung Glasfaser gut geeignetes Medium Schirmung gute EMV analoge Übertragung Modem für Daten erforderlich Data-Over-Cable Service Interface Specifications (DOCSIS) hohe Bandbreite Downlink MHz (einige Gbit/s) Uplink MHz (bis ca. 200 Mbit/s) Aber: Gemeinsame Nutzung durch an einem Strang angeschlossene Teilnehmer 7

8 Kapazitätserhöhung durch Segmentierung Der Anteil an Koaxialkabel wird dabei schrittweise durch LWL ersetzt LWL nähert sich dem Teilnehmer 8

9 Fibre to the Home (FTTH) Als Open-Access -Plattform nutzbar für beliebige Diensteanbieter PON- oder PtP-Struktur? Übertragungskapazität theoretisch bis 100 Tbit/s (bei PON-Struktur gemeinsam nutzbar) 9

10 Geostationäre Satelliten Downstream Sat-Receiver/ Telefonmodem Telefon- Vermittlung Service Provider Upstream Varianten: Rückweg über Telefonnetz oder wieder über Satellit Überall in Deutschland verfügbar (freie Sicht vorausgesetzt), z. B. Tooway (Eutelsat): 22 Mbit/s für 20 /Monat (Volumenbegrenzung 10 GB) Grundprobleme: extrem große Versorgungsgebiete Engpass bei Bandbreite Round-trip-delay > 240 ms für Telefonie und viele -Spiele ungeeignet relativ teure Hardware (bei Rückweg über Satellit: 400 ) Spezielle KA-Satelliten: 80 Multispotbeams mit 250 km Durchmesser und 70 Gbit/s Datendurchsatz öffentliches Telefonnetz 10

11 Mobilfunk Basisstation Service Provider Sender/ Empfänger Glasfaser Reduktion der Reichweite auf Zellen: kleine Zellen Teilnehmer Kosten GSM: 9,6 kbit/s GPRS und HSCSD: 115 kbit/s UMTS: 1 Mbit/s HSUPA und HSDPA: bis 42 Mbit/s LTE: Release 8: 100 Mbit/s in einem 20-MHz-Kanal Release 10: 1 Gbit/s in einem 100-MHz-Kanal (MIMO) 11

12 Richtfunk mit WLAN/WiMAX (stationär) Basisstation Service Provider Sender/ Empfänger Glasfaser (alternativ Richtfunk) WLAN nach IEEE ac-2013: bis 1,3 Gbit/s (MIMO) Betrieb in ISM-Bändern bei 2,4 GHz oder 5,6 GHz Geringe Leistung/Reichweite Kein Schutz vor Störungen Starker Einfluss von Hindernissen (Bebauung, Vegetation) WLAN-Technik im Original nicht für öffentliche Netze geeignet: Kein Schutz vor gegenseitigem Abhören Keine Mechanismen zur Priorisierung von Datenströmen Ergänzung um WiMAX-Mechnismen 12

13 Bedarfsentwicklung Nach einem Ansatz von Goldmedia GmbH 13