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Francesco Matera Fondazione Ugo Bordoni
Firenze, 25 ottobre 2013
Evoluzione delle reti domestiche guidata dalla evoluzione "della TV digitale"
2 Smart Home e Servizi in-House attraverso Reti a Larga Banda
Firenze 25 ottobre 2013
Outline
• Strategie per il futuro della TV digitale
• Differenti piattaforme TV su una stessa fibra ottica in accesso
- DVB-T over fiber
- TV over IP (unicast, multicast)
• La Qualità del Servizio per la TV
- www.misurainternet.it (del. AGCOM 244/08)
- Progetto EU FP7 MPLANE: Multi SLA, QoS vs QoE, TCP vs UDP
• Reti domestiche: il ruolo delle fibre plastiche
3 Smart Home e Servizi in-House attraverso Reti a Larga Banda
Firenze 25 ottobre 2013
Evoluzione della TV digitale
• TV over IP (IPTV e WEB TV)
• Smart e Connected TV
• Ibrid Set-Top-Box (DVB-T+IP e DVB-S+IP) IP separato dal broadcast;
interattività: MHP o CE-HTML?
• Quale evoluzione del DVB-T?
- UHF bandwidth for broadband mobile; dal 2015 UHF sopra 700 MHz per
broadband mobile
- Interferenza DVB-T UMTS/LTE
4 Smart Home e Servizi in-House attraverso Reti a Larga Banda
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Optical fiber: new ether
Switch/ router
Optical fibre
GPON (Gigabit PON) ITU-T G.984
1.2 or 2.4 Gbit/s down
155, 622, 1.2 or 2.4 Gbit/s up
Up to 64(physical)
Up to 128 (logical)
1490 nm Down
1310 nm Up
(1550 nm Down for RF
video)
GEM: G-PON Encapsulation
Method (supports
Ethernet), ATM
10/20 km (up to 60
km
EU 2020 Agenda: 50% popolazione 100 Gb/s, i.e FTTB/H
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TEST BED ISCOM (MISE)
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Sperimentazione DVB-‐T in rete GPON
• Le misure realizzate nei laboratori dell’ISCOM sulla trasmissione del segnale
DVB-T su reti PON hanno riguardato
- la risposta del fotorivelatore della ONU in funzione della potenza ottica in
esso transitante;
- La risposta del sistema PON in funzione del rapporto C/N e MER sui canali
radio del segnale digitale terrestre.
• Le interfacce di rete utilizzate sono interfacce commerciali e precisamente
- EchoLife HG865 Huawei per la ONT
- Set-of-box DVB-T (Mod I-CAN 2850 ST)
• modulatore ottico di tipo Mach- Zehnder
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Experimental Set-up
EchoLife HG865 Huawei as the ONT Set-Top-Box DVB-T (Mod I-CAN 2850 ST)
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Caratteristiche in/out e set-of-box
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Configurazione Multicast
• Approccio Carrier Ethernet
- VPLS (Virtual Private LAN Service) to bring TE features in PBB (IETF draft-
Balus)
- Fast zapping 120 ms
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TV over IP: Unicast vs Multicast & broadcast
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TCP limits for bandwidth exploitation
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Sfruttamento della banda in GPON: TCP vs UDP (FP7 MPLANE)
TCP
RTT=0
UDP
RTT=100 ms
100 Mb/s si riducono a 40 Mb/s con TCP Vantaggio di UDP
http://www.ict-mplane.eu/
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GPON 100 Mb/s Multisection (RTT=100 ms)
2 flussi 5 flussi
Multisessione garantisce QoS Misura della QoS
10 flussi
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Verification of Multi SLA
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Verification of Multi SLA
La rete domestica è una
RETE PRIVATA
TECNOLOGIE DISPONIBILI: • LAN Ethernet • 3G-4G • Micro e femtocelle • Wi-Fi • Power Line • LAN in FIBRA OTTICA
SERVIZI: • Intrattenimento: TV, HDTV, 3DTV, gaming • Sicurezza: videosorveglianza, sensori • Automazione: domotica (temperatura, illuminazione, elettrodomestici)
Costi non condivisi
Soluzione ECONOMICA?
FIBRE OTTICHE DI PLASTICA
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Le fibre ottiche di plastica (POF)
• MATERIALE: PMMA (Plexiglass®), Perfluorinate • DIMENSIONE DEL CORE
• Struttura della fibra
• Propagazione per riflessione totale
core cladding coating
MMF 50/125 µm
SMF 8÷10/125 µm
POF 980 µm /1 mm
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Simulazioni di dispersione modale
• Studio di un modello TEORICO simulato con MATLAB F. Matera, M. Settembre, "Fibre ottiche plastiche in ambiente domestico: analisi numerica di propagazione di segnali e ruolo della TV digitale" Fotonica 2012, Firenze 15-17 maggio 2012 F. Matera, M. Settembre, "Numerical Investigation on Performance of In-Building Plastic Optical Fiber Transmission Systems and Role of Digital Television Broadcast", Fiber and Integrated Optics, vol. 31, issue 4, 2012, pp. 237-249
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Simulatore M-QAM
• Modulazioni ad elevata efficienza spettrale • Schema a blocchi del simulatore: caso 4-QAM
( ) Hzsbit
Input data
Real part
Mapper
I
Q
Impulse generator
π/2
∑
Driver Signal
Optical Source
POF
Imaginary part
Photodiode Filter LNA
π/2
Demapper Output data
caso 4 QAM caso 16 QAM • Bit mapping: 1 simbolo bit )(log2 M→
ËH ËGÈÎ ËG ËFÈÎ F FÈÎ G GÈÎ HËH
ËGÈÎ
ËG
ËFÈÎ
F
FÈÎ
G
GÈÎ
H
FF
FG
GF
GG
ËÍ ËI ËH ËG F G H I ÍËÍ
ËI
ËH
ËG
F
G
H
I
Í
FFFF
FFFG
FGFG
FGFF
FFGF
FFGG
FGGG
FGGF
GFGF
GFGG
GGGG
GGGF
GFFF
GFFG
GGFG
GGFF
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IM-DD & M QAM: 100 Mb/s
• IM-DD ≈ 20 metri • 4 QAM ≈ 40 metri
• 16 QAM ≈ 60 metri
• 64 QAM ≈ 75 metri
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Sub Carrier Multiplexing
• Modulazione laser con segnale RF video (DVB-T) • Spaziatura 8 MHz
• Canali ibridi TV e IP
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Conclusioni
Drive for Agenda EU 2020: 30 Mb/s a tutti, 100 Mb/s a metà della popolazione Fenomeno delle Connect TV Unica infrastruttura per Unicast, Multicast, Broadcast. Broadcast over fibre: nuovo “Etere ottico” Per la TV over IP vanno considerati i limiti del TCP Verifica del Multi SLA. Reti domestiche per tutti i segnali TV (broadcast e IP): Plastic optical fibres