Napredni telekomunikacijski protokoli i mree nove generacije Tripleplay

Napredni telekomunikacijski protokoli i mreže nove generacije Triple-play arhitektura Disclaimer: The European Commission support for the production of this document does not constitute an endorsement of the contents which reflects the views only of the authors, and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

Sadržaj predavanja • Poslovna potreba • Mrežna topologija • Video po IP • Podatkovne usluge • Glasovne usluge NTPMNG - Triple-play arhitektura 2

NTPMNG - Triple-play arhitektura 3

Poslovna potreba • Borba za korisnike • NGN industrijsko-tržišna konvergencija • IT, TK, mediji • Nekad • Kablovska – TV • Telekom – Telefon • Kad je došao Internet – oboje • Sada • Svi sve NTPMNG - Triple-play arhitektura 4

Poslovna potreba • Opadanje učešća fiksne telefonije u pristupu Internetu i razgovorima, rast Vo. IP i mobilne NTPMNG - Triple-play arhitektura 5

NTPMNG - Triple-play arhitektura 6

Odgovarajuće okolnosti • Omogućena širokopojasnim pristupom • Mobilni - 84% stanovništva svijeta • Rast 40% godišnje • Fiksni – oko 12% stanovništva u svijetu (BH 17%) • Rast 10% godišnje (Izvor informacija ITU) • Prenos podataka, razgovora i TV programa po istoj vezi NTPMNG - Triple-play arhitektura 7

Različitosti operatora • Svaki treba imati svoju strategiju migracije NTPMNG - Triple-play arhitektura 8

Poslovna prilika • Ne samo pojedinačni servisi • Dodatne usluge • • Identifikacija telefonskog poziva na TV Pauziranje živog TV programa tokom razgovora Pristup Internet video uslugama Video po zahtjevu (Vo. D) NTPMNG - Triple-play arhitektura 9

Konvergencija korisničkih uređaja • Skup istih (gotovo) usluga za različite uređaje NTPMNG - Triple-play arhitektura 10

Triple-play aplikacije NTPMNG - Triple-play arhitektura 11

Proces migracije ka triple-play NTPMNG - Triple-play arhitektura 12

Sadržaj predavanja • Poslovna potreba • Mrežna topologija • Video po IP • Podatkovne usluge • Glasovne usluge NTPMNG - Triple-play arhitektura 13

Dijelovi sistema NTPMNG - Triple-play arhitektura 14

Gradivni blokovi NTPMNG - Triple-play arhitektura 15

Protokoli NTPMNG - Triple-play arhitektura 16

Pojednostavljena mrežna topologija NTPMNG - Triple-play arhitektura 17

Mrežna topologija • Glavne komponente: • • Server head-end IP jezgro BNG (Broadband Network Gateway) rub Ethernet agregaciona mreža DSLAM Lokalna petlja Domaćinstvo korisnika NTPMNG - Triple-play arhitektura 18

Mrežna topologija (2) Upravljanje, mediji, obračun, evidentiranje, Vo. IP VLAN-ovi Firewall koji odvaja servere i usluge Rub IP mreže ili rubni ruter davaoca usluge (obično MPLS) Jezgro (obično MPLS) VRRP ili protokol rutiranja NTPMNG - Triple-play arhitektura 19 19

Serveri Upravljanje, mediji, obračun, evidentiranje, Vo. IP VLAN-ovi • Vo. IP, IPTV, Vo. D • AAA Firewall koji odvaja Rub IP mreže ili rubni ruter davaoca usluge (obično MPLS) servere i usluge • potvrđivanje identiteta • provjera ovlaštenja • evidentiranje (obračun) • upravljanje • šifriranje, . . . Jezgro (obično MPLS) VRRP ili protokol rutiranja NTPMNG - Triple-play arhitektura 20 20

VRRP Upravljanje, mediji, obračun, • Virtual Router evidentiranje, Vo. IP VLAN-ovi Redundancy Protocol (RFC 3768) • Redundantni gateway Firewall koji odvaja servere i usluge • “Virtualni ruter” • Stvarno dva rutera Rub IP mreže ili rubni ruter davaoca usluge (obično MPLS) • Samo jedan rutira (master) • Drugi (backup) “uskače” ako prvi otkaže Jezgro (obično MPLS) VRRP ili protokol rutiranja NTPMNG - Triple-play arhitektura 21 21

VRRP • VR MAC 00 -00 -5 E-00 -01 -XX • XX – VRID • Jedan (master) ruter je koristi i odgovara na ARP upite NTPMNG - Triple-play arhitektura 22

Pristup IP jezgru mediji, obračun, • Upravljanje, MPLS evidentiranje, Vo. IP VLAN-ovi • LER • ingress • egress Firewall koji odvaja servere i usluge Rub IP mreže ili rubni ruter davaoca usluge (obično MPLS) • LSR • unutra • Traffic engineeering Jezgro (obično MPLS) VRRP ili protokol rutiranja NTPMNG - Triple-play arhitektura 23 23

Mrežna topologija (3) BNG (češće povezano koristeći MPLS) Jezgro (obično MPLS) DSLAM ili pristupni čvor Rezidencijalni gateway ili Oprema kod korisnka (CPE) Agregaciona mreža (ne postoji ako je DSLAM vezan direktno na BNG) NTPMNG - Triple-play arhitektura 24 24

Broadband Network Gateway • Broadband Remote Access Server (BRAS) BNG (češće povezano koristeći MPLS) Jezgro (obično MPLS) DSLAMizlaz ili pristupni • Agregira iz DSLAM-ova Rezidencijalni gateway ili čvor Oprema kod korisnka (CPE) • Pruža korisničke PPP sesije po IP ili ATM sesijama • Provodi politiku kvaliteta usluga (Qo. S) Agregaciona mreža (ne postoji ako je DSLAM vezan direktno • Rutira saobraćaj u ISP na BNG) backbone mrežu NTPMNG - Triple-play arhitektura 25 25

Agregaciona mreža • BNG –DSLAM • Brza veza BNG (češće povezano koristeći • • Ethernet MPLS) dark fibre CWDM DWDM Jezgro (obično MPLS) DSLAM ili pristupni čvor Rezidencijalni gateway ili Oprema kod korisnka (CPE) Agregaciona mreža (ne postoji ako je DSLAM vezan direktno na BNG) NTPMNG - Triple-play arhitektura 26 26

Digital Subscriber Line Access Multiplexer • Terminira parice BNG (češće povezano koristeći • Koncentracija podatkovnog MPLS) saobraćaja od korisnika • VLAN oznake Jezgro (obično MPLS) DSLAM ili pristupni čvor Rezidencijalni gateway ili Oprema kod korisnka (CPE) Agregaciona mreža (ne postoji ako je DSLAM vezan direktno na BNG) NTPMNG - Triple-play arhitektura 27 27

STB (Set Top Box) • Terminira parice BNG (češće povezano koristeći • Dekodira video stream iz IP DSLAM ili pristupni MPLS) čvor saobraćaja • Proslijeđuje signal do TV-a • Upravljiv daljinskim Agregaciona mreža (ne postoji ako je DSLAM vezan direktno • Jezgro Mogu imati UI (Web) na BNG) (obično MPLS) NTPMNG - Triple-play arhitektura Rezidencijalni gateway ili Oprema kod korisnka (CPE) 28 28

Sadržaj predavanja • Poslovna potreba • Mrežna topologija • Video po IP • Podatkovne usluge • Glasovne usluge NTPMNG - Triple-play arhitektura 29

Video preko IP • IPTV • multicast • unicast • Video po zahtjevu (Vo. D) • Privatni mrežni video snimač (NPVR) • Kodiranje i šifriranje • Middleware NTPMNG - Triple-play arhitektura 30

Arhitektura NTPMNG - Triple-play arhitektura 31

Video headend NTPMNG - Triple-play arhitektura 32

IPTV Skladište certifikata davaoca usluge Multicast šifriranje i IPTV Dešifriranje/dekodiranje satelita i kodiranje odgovarajućom brzinom Ubacivanje sadržaja različitim metodama – DVD, trake, video snimci Mrežni PVR (uključujući i šifriranje) Server za šifriranje davaoca usluge NTPMNG - Triple-play arhitektura Vo. D 33

Video podaci • Ubacivanje video sadržaja Multicast šifriranje i • TV program (lokalni) IPTV • Satelitski TV program • Vo. D sadržaja – DVD, trake, video snimci Skladište certifikata davaoca usluge Multicast šifriranje i IPTV • Kodiranje u potrebnom formatu i sa potrebnom brzinom Dešifriranje/dekodiranje satelita i kodiranje odgovarajućom brzinom Ubacivanje sadržaja različitim metodama – DVD, trake, video snimci Mrežni PVR (uključujući i šifriranje) Server za šifriranje davaoca usluge NTPMNG - Triple-play arhitektura Vo. D 34

Šifriranje • Šifriranje ključem davaoca usluge Skladište certifikata davaoca usluge • Omogućava Multicast šifriranje i IPTV pristupa kontrolu • U saradnji sa STB Multicast šifriranje i IPTV Dešifriranje/dekodiranje satelita i kodiranje odgovarajućom brzinom Ubacivanje sadržaja različitim metodama – DVD, trake, video snimci Mrežni PVR (uključujući i šifriranje) Server za šifriranje davaoca usluge NTPMNG - Triple-play arhitektura Vo. D 35

Pripremljeni video sadržaji • Pripremljeni (kodirani i Skladište certifikata šifrirani) video sadržaji na davaoca usluge servere i/ili prema jezgri mreže (i dalje korisnicima) • Multicast distribucija (uglavnom) • Kanal = multicast adresa Dešifriranje/dekodiranje satelita i kodiranje odgovarajućom brzinom Ubacivanje sadržaja različitim metodama – DVD, trake, video snimci Multicast šifriranje i IPTV Mrežni PVR (uključujući i šifriranje) Server za šifriranje davaoca usluge NTPMNG - Triple-play arhitektura Vo. D 36

Video po zahtjevu (Vo. D) • Skoro video po zahtjevu (NVo. D) • video sadržaji se ponavljaju u beskonačnoj petlji • ne može se početi po želji • Osnovni Vo. D • može biti više video servera (slično CDN) • Streaming Gateway šalje STB-u listu servera • STB bira najbolji NTPMNG - Triple-play arhitektura 37

Streaming gateway Video streaming postavka POKRIJ Ako je STB ovlašten, traži listu video servera od gateway Middleware Lokacija medijske datoteke: STB traži neki medij Set Top Box korisnika Server A, preferenca 1 Server B, preferenca 6 STB traži medijsku datotekeu od Servera A, koji počinje streaming NTPMNG - Triple-play arhitektura 38

Promjena video servera Streaming timeout zbog pada linka Lokacija medijske datoteke: Rub IP Server A, preferenca 1 Server B, preferenca 6 IP jezgro Rub IP NTPMNG - Triple-play arhitektura Zahtjev serveru B za medijsku datoteku od pozicije hh: mm: ss 39

Distribuirani video klasteri • Distribuirana mreža Vo. D servera • • smanjuje kašnjenja server - STB redundancija za slučaj otkaza bolja iskorištenost propusnosti mreže manje optererećenje na server • CPU • propusnost veze • Distribucija prema popularnosti sadržaja • Slično CDN NTPMNG - Triple-play arhitektura 40

Kontrola prihvatanja zahtjeva • CAC (Call Admission Control) • Prije prihvatanja zahtjeva za video sadržajem • provjeravaju se prava korisnika • osigurava se da ima dovoljno resursa • Potrebni mehanizmi za: • provjeru stanja resursa • rezervaciju resursa NTPMNG - Triple-play arhitektura 41

Kodiranje i šifriranje Ubacivanje Vo. D sadržaja različitim metodama – DVD, trake, video snimci Media server kodira medij sa odgovarajućom bitskom brzinom i tipom. Takođe izvlači meta podatake. Izlaz se naziva media asset. Spremište certifikata Media asset se šalje na šifriranje za koje koristi certifikat davaoca usluge. prazna Šifriranje Asset se šalje serveru za pohranu da bi, po potrebi, bio dostupan video streaming serverima. Server za pohranu medija IP jezgro NTPMNG - Triple-play arhitektura 42

Dešifriranje • STB • namjenski hardver • umjesto softvera za reprodukciju • STB kontaktira middleware • provjera STB “identiteta” • provjera ovlaštenja • Ako je sve uredu STB dobiva call entitlement • informacije o dešifriranju • trajanje prava na sadržaj NTPMNG - Triple-play arhitektura 43

Middleware • Centar koordinacije sistema • Informacije za STB • UI • elektronski vodič programa (EPG) • Provjera prava i distribucija certifikata • Obračun • EDR (entitlement data record) NTPMNG - Triple-play arhitektura 44

Dodatne video usluge • Privatni mrežni video snimač (NPVR) • istovremeno snimanje više programa • davalac usluge može sve snimati • reprodukcija po zahtjevu korisnika • Ciljano reklamiranje • Katalog dostupnih video sadržaja NTPMNG - Triple-play arhitektura 45

Sadržaj predavanja • Poslovna potreba • Mrežna topologija • Video po IP • Podatkovne usluge • Glasovne usluge NTPMNG - Triple-play arhitektura 46

Podatkovne usluge • Internet pristup • Premium igranje • Walled Garden usluge • Poslovno povezivanje • VPN NTPMNG - Triple-play arhitektura 47

Premium igranje • Lokalni serveri mrežnih igara • Brži odziv za korisnike • Bolji doživljaj igre i rezultati • Diffserv oznaka višeg prioriteta za saobraćaj servera igara • BNG prioritet pretplatnicima igara • Poseban skup adresa za njih NTPMNG - Triple-play arhitektura 48

Premium igranje Tačke prenosa i povezivanja Walled garden sadržaji “Uzvodni” provider-i i peerovi Off-net saobraćaj se proslijeđuje sa nižim prioritetom Off-net korisnik On-net premium podatkovni saobraćaj ima prioritet kroz backbobne i u lokalnom pristupu NTPMNG - Triple-play arhitektura 49

Walled Garden usluge • Posebni sadržaji dostupni samo korisnicima davaoca usluga • Compu. Serv • AOL • BIHnet Free Zona • Sadržaj prilagođen korisnicima mobilnih bežičnih uređaja • kondenzovani sadržaji • niže tarife NTPMNG - Triple-play arhitektura 50

Poslovno povezivanje • Dodatne usluge za poslovne korisnike • Virtualne privatne mreže • na trećem nivou • na drugom nivou • Kvalitetniji pristup Internetu NTPMNG - Triple-play arhitektura 51

VPN na trećem sloju • VLAN ili PVC od DSLAM do BNG • BNG ima VRF • Virtual Routing and Forwarding • VPN Routing and Forwarding (Cisco) • obično izvedba po MPLS • BNG Qo. S mehanizmi za garanciju brzine za poslovne korisnike NTPMNG - Triple-play arhitektura 52

Virtual Routing and Forwarding • Više (različitih) tabela proslijeđivanja u ruteru • Različita tabela se koristi za različite “korisnike” • Zapravo se prave VPN-ovi za korisnike • Različite putanje do istih adresa NTPMNG - Triple-play arhitektura 53

VPN na trećem sloju Korisnički VLAN-ovi Qo. S profili garantuju više CIR za poslovni saobraćaj NTPMNG - Triple-play arhitektura 54

VPN na trećem sloju (2) • Odvojen hardver na rubu mreže • BNG za građanstvo • PE ruter za poslovne korisnike • Svaki korisnik DSL port Customer-VLAN • Poslovni C-VLAN naredani u Stacked-VLAN • Ostali C-VLAN u drugi S-VLAN • Različiti S-VLAN na različite uređaje • C-VLAN za individualizaciju usluga NTPMNG - Triple-play arhitektura 55

VPN na trećem sloju (3) Građanski S-VLAN i CVLAN-ovi Građanski BNG Poslovni PE Poslovni S-VLAN i CVLAN-ovi Namjenski S-VLAN i C-VLAN koristeći IPo. E NTPMNG - Triple-play arhitektura 56

VPN na drugom sloju • C-LAN je na drugom sloju • VPN na drugom sloju od između dva korisnička CPE • Bridged Ethernet preko DSL do PE • Onda MPLS VPN na drugom sloju do drugog PE • Na drugom kraju opet Ethernet do CPE NTPMNG - Triple-play arhitektura 57

Sadržaj predavanja • Poslovna potreba • Mrežna topologija • Video po IP • Podatkovne usluge • Glasovne usluge NTPMNG - Triple-play arhitektura 58

Glasovne usluge • Vo. IP • Tradicionalni telekom (komutacija krugova) prelaze na paketski prenos • Može početi sa Vo. IP u jezgru mreže davaoca usluge • Kompletan Vo. IP od jednog do drugog kraja NTPMNG - Triple-play arhitektura 59

Vo. IP end-to-end • CPE ima POTS ulaz • CPE se registruje kod Soft. Switch • CPE je SIP korisnički agent • Soft. Switch – SIP Proxy, Registrar, Lokacijski server • SBC (Session Border Controller) • CPE mu šalje medijske sesije (glas) • Veza sa drugim Vo. IP davaocem usluga preko Vo. IP gateway NTPMNG - Triple-play arhitektura 60

End-to-end Vo. IP Međuveza sa vanjskim Vo. IP Loklani davalac PSTN usluge NTPMNG - Triple-play arhitektura 61

Zaključak • Ranije opisane metode i protokoli • Primjer upotrebe za realizaciju savremene ponude • Generički primjer • Više pitanja nego odgovora • Može poslužiti za razmišljanje • Možda ponudite još bolju uslugu NTPMNG - Triple-play arhitektura 62

Literatura • C. Hellberg, D. Greene, T. Boyes, “Broadband Network Architectures: Designing and Deploying Triple-Play Services”, 2007, poglavlje 2, “Next. Generation Triple-Play Services” • F. Hens, J. Caballero, “ Triple Play: Building the converged network for IP, Vo. IP and IPTV”, poglavlje 1 NTPMNG - Triple-play arhitektura 63