Evoluzione delle reti domestiche guidata dalla evoluzione " della TV digitale" Francesco Matera Fondazione Ugo Bordoni Firenze, 25 ottobre 2013

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1 Evoluzione delle reti domestiche guidata dalla evoluzione " della TV digitale" Francesco Matera Fondazione Ugo Bordoni Firenze, 25 ottobre 2013

2 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 - (del. AGCOM 244/08) - Progetto EU FP7 MPLANE: Multi SLA, QoS vs QoE, TCP vs UDP Reti domestiche: il ruolo delle fibre plastiche 2

3 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 3

4 Optical fiber: new ether EU 2020 Agenda: 50% popolazione 100 Gb/s, i.e FTTB/H GPON (Gigabit PON) ITU-T G 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 Switch/ router Optical fibre 4

5 TEST BED ISCOM (MISE) 5

6 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 6

7 Experimental Set-up EchoLife HG865 Huawei as the ONT Set-Top-Box DVB-T (Mod I-CAN 2850 ST) 7

8 Caratteristiche in/out e set-of-box 8

9 Configurazione Multicast Approccio Carrier Ethernet - VPLS (Virtual Private LAN Service) to bring TE features in PBB (IETF draft- Balus) - Fast zapping 120 ms 9

10 TV over IP: Unicast vs Multicast & broadcast 10

11 TCP limits for bandwidth exploitation 11

12 Sfruttamento della banda in GPON: TCP vs UDP (FP7 MPLANE) TCP UDP RTT=0 RTT=100 ms 100 Mb/s si riducono a 40 Mb/s con TCP Vantaggio di UDP 12

13 GPON 100 Mb/s Multisection (RTT=100 ms) 2 flussi 5 flussi Multisessione garantisce QoS Misura della QoS 10 flussi 13

14 Verification of Multi SLA 14

15 Verification of Multi SLA SERVIZI: Intrattenimento: TV, HDTV, 3DTV, gaming Sicurezza: videosorveglianza, sensori Automazione: domotica (temperatura, illuminazione, elettrodomestici) TECNOLOGIE DISPONIBILI: LAN Ethernet 3G-4G Micro e femtocelle Wi-Fi Power Line LAN in FIBRA OTTICA La rete domestica è una RETE PRIVATA Costi non condivisi Soluzione ECONOMICA? FIBRE OTTICHE DI PLASTICA 15

16 Le fibre ottiche di plastica (POF) MATERIALE: PMMA (Plexiglass ), Perfluorinate DIMENSIONE DEL CORE MMF 50/125 µm SMF 8 10/125 µm POF 980 µm /1 mm coating cladding core Struttura della fibra Propagazione per riflessione totale 16

17 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 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

18 Simulatore M-QAM Input data Modulazioni ad elevata efficienza spettrale Schema a blocchi del simulatore: caso 4-QAM Mapper I Real part Optical Source POF ( bit s) Hz Photodiode Filter LNA Demapper Output data Q π/2 Driver Signal π/2 Impulse generator Imaginary part log 2 ( M) Bit mapping: 1 simbolo bit GÈÎ H caso 4 QAM caso 16 QAM GF FF Í I GFFF GFGF FFGF FFFF G FÈÎ H G GFFG GFGG FFGG FFFG F ËF ÈÎ GG FG F ËG GGFG GGGG FGGG FGFG ËG ËGÈÎ ËH ËI GGFF GGGF FGGF FGFF ËH ËH ËGÈÎ ËG ËF ÈÎ F FÈÎ G GÈÎ H ËÍ ËÍ ËI ËH ËG F G H I Í 18

19 IM-DD & M QAM: 100 Mb/s IM-DD 20 metri 4 QAM 40 metri 16 QAM 60 metri 64 QAM 75 metri 19

20 Sub Carrier Multiplexing Modulazione laser con segnale RF video (DVB-T) Spaziatura 8 MHz Canali ibridi TV e IP 20

21 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 21