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

Firenze 25 ottobre 2013

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

5 Smart Home e Servizi in-House attraverso Reti a Larga Banda

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TEST BED ISCOM (MISE)

6 Smart Home e Servizi in-House attraverso Reti a Larga Banda

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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

7 Smart Home e Servizi in-House attraverso Reti a Larga Banda

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Experimental Set-up

EchoLife HG865 Huawei as the ONT Set-Top-Box DVB-T (Mod I-CAN 2850 ST)

8 Smart Home e Servizi in-House attraverso Reti a Larga Banda

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Caratteristiche in/out e set-of-box

9 Smart Home e Servizi in-House attraverso Reti a Larga Banda

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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

10 Smart Home e Servizi in-House attraverso Reti a Larga Banda

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TV over IP: Unicast vs Multicast & broadcast

11 Smart Home e Servizi in-House attraverso Reti a Larga Banda

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TCP limits for bandwidth exploitation

12 Smart Home e Servizi in-House attraverso Reti a Larga Banda

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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/

13 Smart Home e Servizi in-House attraverso Reti a Larga Banda

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GPON 100 Mb/s Multisection (RTT=100 ms)

2 flussi 5 flussi

Multisessione garantisce QoS Misura della QoS

10 flussi

14 Smart Home e Servizi in-House attraverso Reti a Larga Banda

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Verification of Multi SLA

15 Smart Home e Servizi in-House attraverso Reti a Larga Banda

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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

18 Smart Home e Servizi in-House attraverso Reti a Larga Banda

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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

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ËH

ËG

F

G

H

I

Í

FFFF

FFFG

FGFG

FGFF

FFGF

FFGG

FGGG

FGGF

GFGF

GFGG

GGGG

GGGF

GFFF

GFFG

GGFG

GGFF

19 Smart Home e Servizi in-House attraverso Reti a Larga Banda

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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

20 Smart Home e Servizi in-House attraverso Reti a Larga Banda

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Sub Carrier Multiplexing

•  Modulazione laser con segnale RF video (DVB-T) •  Spaziatura 8 MHz

•  Canali ibridi TV e IP

21 Smart Home e Servizi in-House attraverso Reti a Larga Banda

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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