System IPTV i sieć GPON - praktyka wdrożeń

1. System IPTV i sieć GPON
– praktyka wdroŜeń
Mikołaj Chmura

2. > technologie przyszłości
Agenda
• Platforma GPON Huawei MA5600T
• Wymagania dla transmisji multicast w sieci IP
• Struktura transmisji w GPON
• IPTV na platformie MA5600T
• Projekt w WIST

3. > technologie przyszłości
Numer 1 na rynku wśród uniwersalnych
platform dostępowych
Uniwersalna platforma dla róŜnych technologii FTTX: FTTC / FTTB / FTTH / FTTM / FTTO
Wsparcie dla wszystkich usług dla róŜnych klientów: Resident / Business / Mobile backhaul
Uniwersalna platforma dla róŜnych technologii dostępowych: GPON / P2P / VDSL2 / ADSL2+ /
G.SHDSL / POTS
FTTH
FTTB
FTTC
FTTO
FTTM
Residential
BuildingBuildingAN@COAN@CO Customer PremiseCustomer Premise
ADSL2+ / VDSL2 / SHDSL / ATM
VDSL2
ADSL2+
POTS
FE
E1
GPON
Business
Router
CurbCurb
MA5600T
ONT
FloorFloor
BTS/Femto Cell
MDU--MA5616
FTTO
P2P(FE/GE)
Residential
CBU--MA5612
MA5603T
POTS / BRA / PRA / TDM G.SHDSL
Business
GE
MA5603T Residential
POTS
xDSL
OLT
AGG
Node
MDU
MSAN
DSLAM
MA5600T

4. > technologie przyszłości
Rodzina produktów MA56xxT
OLT : MA5600T / MA5603T
MSAN : MA5600T / MA5603T
MA5603T
6 Slots
MA5600T
16 Slots
Wysoka
pojemność
Średnia
pojemność

5. > technologie przyszłości
OLT wysokiej pojemności
16 slotów usługowych, 2 sloty procesora, 2 uplinki
2 sloty na zasilacza
Karty usługowe: GPON/P2P/MPLS/TDM/STM-1
Procesor: SCUN, 460G switching capacity, 4x1GE uplink
MA5600T
OLT średniej pojemności
6 slotów usługowych, 2 sloty procesora, 2 uplinki
2 sloty na zasilacza
Karty usługowe: GPON/P2P/MPLS/TDM/STM-1
MA5603T
Karty usługowe między MA5600T, a 5603T są kompatybilne.
Terabitowe chassis w pełni redundantne
Architektura 3.2T Backplane, 40G Slot Bandwidth, 10G PON Ready
Skalowalne karty uplinkowe nx10GE.
Rodzina produktów MA56xxT

6. > technologie przyszłości
3.2T Backplane, 40G Slot Bandwidth, 10G PON
Ready
•3.2T backplane capacity, slot bandwidth enhanced 4 times, 10G interconnection
bandwidth is added for the adjacent slots, that can be used for the active/standby
and load sharing working mode, to guarantee the high reliability.
•4*10G PON access per slot, meet the bandwidth requirements in the following 5
years.
• GPON
• 10G PON
• XDSL
Ultra High Capacity Backplane
40G/Slot
Ultra Broadband Access Ultra Uplink Bandwidth
3.2 Terabit
10G PON Ready Platform
xPON
xPON
Uplink
Uplink Bandwidth>80G

7. > technologie przyszłości
960G Switch Capacity, Non-blocking for 2*10G PON
Backplane
2*10G bus
Link Aggr.
Act.
SCUN
Std.
SCUN
2*10G PON
SPUA
/X2CS
SPUA
X2CS
Main Control
LAN Switch
Aggr.
4*10GE uplink
Link Aggr.
640+320=960GTotal capacity
10GE*4(maximal 4 10GE uplink)*
2(Main control load
sharing) )*2(slot number)*2(bi-
direction)=320G
Main control
to GIU
10GE*16(slot number)*2(Main
control load sharing) )*2(bi-
direction)=640G
Main control
to service slot
2*10G PON
960G, the highest switch capacity

8. > technologie przyszłości
High density 8 PON ports board -- GPBD
Large
Capacity
Long
Distance
Low Power
Consumption
Enhanced
QOS
1:128 splitting ratio
8PON ports/slot
16 slots/frame
Capacity：8K subscriber/frame
SFP, Class B+ or C+ optical module
32dB budget for Class C+ optical module, transmit distance
up to 30KM (theoretic)
Redundant classification mode：Cvlan, Cvlan+1p,
Cvlan+Ethertype
trTCM
Low power consumption (55W)
Shut down no service PON port by manual for energy
saving
Improved
DBA
1K T-CONT/PON per PON port, more flexible bandwidth
allocation solution
Two bandwidth assign modes: low time delay or high
efficiency

9. > technologie przyszłości
High density 8 PON ports board --
GPBD

10. > technologie przyszłości
GPON ONTGPON ONT
Huawei FTTH TERMINALS
BRIDGE
Terminale GPON ONT
BRIDGE＋＋＋＋VOIP HOME GATEWAY
HG810HG810HG810HG810
1FE1FE1FE1FE
HG813HG813HG813HG813
4FE4FE4FE4FE
HG850aHG850aHG850aHG850a
4FE4FE4FE4FE
2POTS2POTS2POTS2POTS
HG8240HG8240HG8240HG8240
4GE4GE4GE4GE
2POTS2POTS2POTS2POTS
HG8245HG8245HG8245HG8245
4GE4GE4GE4GE
2POTS2POTS2POTS2POTS
1WIFI(11n)1WIFI(11n)1WIFI(11n)1WIFI(11n)
USBUSBUSBUSB
HG8247HG8247HG8247HG8247
4GE4GE4GE4GE
2POTS2POTS2POTS2POTS
1RF1RF1RF1RF
1WIFI(11n)1WIFI(11n)1WIFI(11n)1WIFI(11n)
USBUSBUSBUSB
HG866HG866HG866HG866
4FE4FE4FE4FE
2POTS2POTS2POTS2POTS
1WIFI(11b/g)1WIFI(11b/g)1WIFI(11b/g)1WIFI(11b/g)
USBUSBUSBUSB
HG863HG863HG863HG863
4GE4GE4GE4GE
HG861HG861HG861HG861
1GE1GE1GE1GE
1RF1RF1RF1RF
HG865HG865HG865HG865
1GE1GE1GE1GE
3FE3FE3FE3FE
2POTS2POTS2POTS2POTS
1RF1RF1RF1RF
HG8500HG8500HG8500HG8500
4FE4FE4FE4FE
2POTS2POTS2POTS2POTS
HG851aHG851aHG851aHG851a
（（（（For ETFor ETFor ETFor ET））））
4FE4FE4FE4FE
4POTS4POTS4POTS4POTS

11. > technologie przyszłości
113HG865
42
HG8500
（（（（sample））））
44HG851a
11HG861
11142HG8247
Home
Gateway
Products
Series
Products
Name
POTS
Ethernet
Port USB RF Wi-Fi
FE GE
Bridge
HG810 1
HG813 4
HG863 4
Bridge +
VoIP
HG850a 2 4
HG8240 2 4
HG8245 2 4 1 1
Terminale GPON ONT

12. > technologie przyszłości
Platforma NMS U2000

13. > technologie przyszłości
NMS U2000 – podstawowe funkcje

14. > technologie przyszłości
Wymagania dla sieci IP wspierającej
transmisję multicast.

15. > technologie przyszłości
Wymagania dla transmisji
Wymagania na pasmo:
• MPEG-2:
– 480i SD MPEG-2: 3-9 Mbps
– 720p HD MPEG-2: 12-15 Mbps
– 1080i HD MPEG-2: 15-28 Mbps
• MPEG-4:
– 480i SD MPEG-4: 1-6 Mbps
– 720p HD MPEG-4: 9-12 Mbps
– 1080i HD MPEG-4: 12-18 Mbps
Wymagania QoS:
• Jitter: <5ms
• Delay: <20ms
• Packet loss rate (PLR) dla testowego strumienia 20 Mbps
(1316 bajtów, 1899 p/s), dozwolony 1 stracony pakiet na
godzinę: 1,46e-07

16. > technologie przyszłości
Multicast – warstwa 2
• Mapowanie adresu IP Multicast na adres MAC Multicast
(FDDI i Ethernet)
28 Bits
25 Bits 23 Bits
48 Bits
01-00-5E-7F-00-01
1110
5 Bits
Lost
239.255.0.1 1110 111 1111-0000 0000-0000 00011111-1
7 F - 0 0 - 0 1
0 1 - 0 0 -5 E - 7 F - 0 0 - 0 1

17. > technologie przyszłości
Multicast – warstwa 3
• Klasa adresowa D: 224.0.0.0 – 239.255.255.255
• Link-local addreses: 224.0.0.0/24 –uŜywane wyłącznie w
lokalnym segmencie sieci (TTL=1). Są rezerwowane i przypisane do róŜnych
usług/protokołów:

18. > technologie przyszłości
Multicast – warstwa 3
• Source-specyfic multicast: 232.0.0.0/8 – uŜywane, kiedy hosty
odbierają ruch multicast z konkretnego Ŝródła, a nie dowolnego źródła
• GLOP: 233.0.0.0/8 – alokuje 256 adresów IP multicast dla kaŜdego
zarejestrowanego AS (Autonomous System). Szesnasto bitowy numer AS
uŜywany jest jako środkowe dwa oktety, np.: AS=1000 (1111101000) ->
233.3.232.0/24
• Administratively scoped addresses: 239.0.0.0/8 – adresy te
mogą być wykorzystywane w prywatnych domenach multicast’owych (podobnie jak
prywatne adresy IP RFC 1918). Adresy te nie powinny być route’owane pomiędzy
domenami. WyróŜniamy dwie podgrupy:
– site-local: 239.252.0.0/14
– organization-local: 239.192.0.0/10
• Globally scoped addresses: 224.0.1.0–231.255.255.255 i
234.0.0.0–238.255.255.255 – adresy te mogą być wykorzystywane przez
dowolną jednostkę i mogą być route’owane w ramach organizacji i przez Internet.
Muszą być unikalne i globalnie rozpoznawane, a przez to przypisywane tymczasowo.

19. > technologie przyszłości
Porównanie trzech wersji IGMP
takbrakbrakQuery
specyficzne
dla grupy i
źródła
taktakbrakQuery
specyficzne
dla grupy
Aktywnie wysyła
pakiet leave
Aktywnie wysyła
pakiet leave
pasywnieMetoda
opuszczenia
odbieranej
grupy mcast
W ramach
protokołu
W ramach
protokołu
Na podstawie
protokołu
routingu
Wybór
Querier’a
IGMPv3IGMPv2IGMPv1

20. > technologie przyszłości
Transmisja GPON

21. > technologie przyszłości
Struktura GPON
• KaŜde ONU/ONT moŜe
alokować kilka T-CONT.
• Alokacja pasma w
upstreamie opiera się o T-
CONT i przypisany do niego
typ COS . WyróŜniamy 5
typów T-CONT.
• GEM port is service control
channel . Jeden GEM port
moŜe transportować jeden
service flow lub kilka service
flow’ów.
• Klasyfikacja flow’ów opiera
się o VLAN ,802.1p ,a takŜe
identyfikator L3/L4.
Identified by
ONU-ID
Identified by
Alloc-ID
Identified by
Port-ID
PON
T-CONT
Port
Port
Port
Port
Port
Port
Port
Port
ONU
ONU
ONU
T-CONT
T-CONT
T-CONT
Port

22. > technologie przyszłości
Moduł DBA w OLT otrzymuje zapotrzebowanie na pasmo od ONU, po kalkulacji DBA
wysyła alokację przedziału czasowego na transmisję do ONU.
Na podstawie alokacji przedziału czasowego, kaŜde ONU wysyła w upstreamie dane w
przyznanym im przedziałach.
DBA
Algorithm
Module
BW request
Time slot
allocation
Burst bit stream
T-CONT
T-CONT
T-CONT
ONUOLT
Control
platform
Data
platform
Forwarding Scheduler
GPON - algorytm DBA

23. > technologie przyszłości
Doskonały mechanizm QoS dla wsparcia
świadczonych usług
Klasyfikacja ruchu oparta na ACL
ACL oparte o informacje L2/L3, lub początkowe 80 bajtów pakietu
Rate policing, mirror, redirection, filtering action, mark
802.1p(3bits)/TOS(3bits)/DSCP(6bits) w zależności od wyniku klasyfikacji
8 kolejek priorytetowych per GE port
Metody kolejkowania: PQ/WRR/PQ+WRR
Wsparcie dla TrTCM
QueuingTraffic classification Scheduling
datavoice video
data video voice
Queue0
Queue1
Queue2
Queue3
Queue4
Queue5
Queue6
Queue7
PQ
WRR
PQ+WRR
ACL
Marking
Mirror
Filtering
Redirection

24. > technologie przyszłości
Usługa Triple Play w sieci GPON
SwitchingFabric
MA5600T
Bridge
HSI
SCU
ONT
GEM Port
Uplink
Klasyfikacja usługi:
VLAN
GPON
Line Card
Ruch z róŜnych
VLANów
mapowany do
róŜnych GEM
port’ów
T-CONT
RóŜne serwisy
wykorzystują
róŜne T-CONT’y,
zróŜnicowane
QoS
VLAN a
VLAN b
VLAN c
VLAN e
VLAN d
VLAN f
Service
A
B
C
A
B
C
Service
VLAN
Manipulation
GPON
Port
0
3
QoS
Mechanism
Service
Classification
VLAN X
VLAN X
VLAN X
VLAN Y
VLAN Y
VLAN Y
VoIP
IPTV
Classify
Switch VLAN
demarkuje
pakiety
Service
VLAN h
VLAN g
VLAN k
A
B
C
VLAN Z
VLAN Z
VLAN Z

25. > technologie przyszłości
MA5600T – wsparcie dla usługi IPTV
• MA5600T wspiera usługę IPTV poprzez następujące
funkcje:
– PIM SSM
– IGMP V1/V2/V3
– IGMP proxy i IGMP snooping
– IGMP fast leave
– Prejoin
– Multicast CAC (connection admission control)
– Unikalne funkcje IPTV: watch, preview, forbidden
– Łatwe zarządzanie programami, z wsparciem dla statystyk oglądalności
– Zarządzanie uŜytkownikami IPTV z kontrolą dostępu do programów
– IGMP Bearer Channel i Video Bearer Channel
– Multiple Multicast VLAN
– Distributed Multicast = szybkie przełączanie kanałów (10 ms)

26. > technologie przyszłości
MoŜliwe architektury IPTV
FTTx
EPG Distribution VoD Distribution
OSSBSS
Middleware
Middleware)
VoD Server
POP
Middleware
VoD Server
POP
IPTV
IPTV VoDEPG
Headend
EMS
CA System VoD Central
OSS/BSS
IP
backbone
network
Home
LAN
Service
distribution
network
Access
network OLT

27. > technologie przyszłości
GPON w WIST
Cel projektu – uruchomić platformę dla trzech usług:
Internet (ADSL2+/GPON), IPTV, VoIP (SIP)
w oparciu o nową sieć szkieletową 10Gb Eth.
Zakres projektu:
– Nowe serwery PPPoE (IBM Blade)
– Wymiana routera brzegowego NE-40E-X3
– Budowa nowego szkieletu w oparciu o S5300
(13 lokalizacji) na linkach 10Gb
– Sieć dostępowa GPON w oparciu OLT MA-5600T
(500 abonentów)
– Sieć dostępowa ADSL2+/POTS w oparciu o MA-5600T
(4 000 abonentów)

28. Dziękuję za uwagę!
www.vector.com.pl