Přípojky a sítě NGA Kvalitativní parametry Definice a standardy

Transkript

1 Přípojky a sítě NGA Kvalitativní parametry Definice a standardy Jiří Vodrážka Definice NGA Co jsou přístupové sítě nové generace? Doporučení Komise 2010/572/EU: kabelové přístupové sítě, které sestávají zcela nebo zčásti z optických prvků... V současném stádiu vývoje trhu a technologií jsou sítě NGA přístupové sítě z optických vláken (FTTx) vyspělé modernizované kabelové sítě některé vyspělé bezdrátové přístupové sítě, díky kterým lze účastníkovi poskytnout spolehlivé vysokorychlostní připojení 1

2 Broadband a NGA NGA (Pokyny EU k použití pravidel státní podpory ve vztahu k rychlému zavádění širokopásmových sítí 2013/C 25/01): Jsou schopné dodávat služby širokopásmového přístupu s dokonalejšími vlastnostmi ve srovnání se stávajícími základními širokopásmovými sítěmi (ADSL2+, DOCSIS 2.0, UMTS) Magické hranice 30 a 100 Mbit/s do roku 2020 Sítě NGA mají mít alespoň následující vlastnosti: spolehlivé poskytování služeb při současném zajištění velmi vysoké rychlosti na účastníka podpora vyspělých digitálních služeb včetně konvergovaných služeb spočívajících plně na technologii IP podstatně vyšší rychlost uploadu (ve srovnání se základními širokopásmovými sítěmi) Základní otázky kolem NGA Základní části NGN/NGA sítí Služby poskytované nad NGA sítí Jak je definovat přenosovou rychlost? Na jaké vrstvě komunikace Mezi jakými body Průměr/min./max? Jaký volit poměr mezi downstream a upstream? Jaké další parametry definovat? Jak, kde a kdy parametry měřit? 6 2

3 7 Varianty Referenční schéma Různé modifikace pro různá přenosová média, typy sítí a konkrétní druhy technologií (např. PON, FTTB, xdsl, CATV, radio) V konkrétní situaci mohou některé části Chybět (backhaul vs. feeder) Splývat (sekundární+primární distribuční síť) nebo naopak obsahovat více stupňů (domovní, patrové rozvaděče dílčí části účastnické sítě) Nutná přiměřená míra abstrakce zjednodušení/univerzality Ukázky na schématu 8 3

4 FTTB FTTC 9 Poskytování služeb Přípojka NGA Smluvně zajištěné služby: Přístup k Internetu Jednotlivé služby bez garance: Telefonní služba (VoIP) Televize (IPTV, VoD) Vyhledávání, nakupování, zpravodajství , chat, sociální sítě Skype Youtube Uložiště souborů, médií On-line hry Telemedicína E-learning Sledování a ovládání objektů 10 4

5 Přístup k Internetu IPTV, VoIP 11 Parametry obecně Zajištění služeb Triple play? Nebo jen přístup k Internetu? Mezní parametry. Případný rozpad na dílčí části sítě. Zdroj Federal Network Agency Germany (2012) 12 5

6 Parametry pro IP sítě Doporučení ITU-T Y.1540: Zpoždění přenosu paketů IPTD (IP Packet Transfer Delay) Kolísání zpoždění IPDV (IP Packet Delay Variation) Četnost chybných paketů IPER (IP Packet Error Ratio) Četnost ztracených paketů IPLR (IP Packet Loss Ratio) Četnost nežádoucích paketů IPSR (Spurious IP Packet Rate) Četnost paketů mimo pořadí IPRR (Packet Reordered Ratio) Četnost duplikovaných paketů IPDR (Packet Duplicate Ratio ) Přenosová rychlost se počítá včetně záhlaví IP paketu: Propustnost paketů IPPT (IP Packet Throughput) - IPPR Propustnost oktetů IPOT (Octet Based IP Packet Throughput) - IPOR 13 Mezní hodnoty tříd (ITU-T Y.1541) Třída QoS parametr Význam hodnoty Třída 0 Třída 1 Třída 2 Třída 3 Třída 4 Třída 5 (nespecifikovaná) IPTD zpoždění 100 ms 400 ms 100 ms 400 ms 1 s - IPDV kolísání zpoždění 50 ms 50 ms IPLR ztrátovost paketů IPER chybovost paketů

7 Třídy pro video - IPTV (ITU-T Y.1541) parametr Význam hodnoty Třída QoS Třída 6 (IPTV, videokonference) Třída 7 (VoD) IPTD zpoždění 100 ms 400 ms IPDV kolísání zpoždění 50 ms IPLR ztrátovost paketů 10 5 IPER chybovost paketů 10 6 IPRR pakety mimo pořadí 10 6 Uvedené hodnoty ztrátovosti předpokládají zabezpečení dat (FEC) na aplikační vrstvě (DVB AL-FEC dle ETSI TS Annex E). Vyžadovaná ztrátovost po korekci je řádově Různé způsoby přenosu videa Schopnost korekce na aplikační vrstvě FEC rekonstrukce obrazu predikce chybějících snímků Real-time Transport Protocol (RTP) Real Time Streaming Protocol (RTSP) Protokol UDP Unicast Multicast Protokol TCP (garance doručení) Unicast Adaptivní přenos (přizpůsobení rozlišení obrazu a přenosové rychlosti za provozu) Velikost vyrovnávací paměti (vyrovnání kolísání zpoždění, rychlosti a ztrátovosti) Způsoby přenosu videa se vyvíjejí IPTV VoD (video on demand) OTT (over the top) HLS (HTTP Live Streaming) MPEG-DASH (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP) 16 7

8 Různé požadavky u různých způsobů přenosu videa Způsob přenosu Ztrátovost paketů Zpoždění Kolísání zpoždění UDP bez FEC ms 50 ms UDP s FEC ms 50 ms TCP s 1 s Přenosové rychlosti 400 kbit/s YouTube 240p (H.264) 1 Mbit/s YouTube 480p (H.264) 2.5 Mbit/s YouTube 720p (H.264) 3.5 Mbit/s SDTV (MPEG-2) 4.5 Mbit/s YouTube 1080p (H.264) 9.8 Mbit/s max DVD (MPEG-2) 8-15 Mbit/s HDTV (MPEG-4) 29.4 Mbit/s max HD DVD 40 Mbit/s max 1080p Blu-ray Disc (MPEG2) Videokodeky ITU-T H.261, H.263 videokonf. ISO/IEC MPEG-1, MPEG-2 DVD, DVB ITU-T/ISO H.264/MPEG-4 AVC (Advanced Video Coding) DVB-2 ITU-T/ISO H.265/MPEG-H HEVC (High Efficiency Video Coding) 17 Přenosová rychlost v NGA Rychlost přípojky NGA vs. rychlost připojení k Internetu Včetně pokročilých IP služeb (typicky video přes IP)? Jak definovat Rychlost internetového připojení (access to Internet speed) Co je reálná rychlost přenosu dat? Nelze garantovat průměrnou rychlost dat Lze nastavit parametry (či jejich ekvivalenty) CIR (Committed Information Rate) EIR (Excess Information Rate) Na jaké vrstvě měřit? Mezi jakými body měřit? Zatíženou / nezatíženou síť Upstream / downstream současně či samostatně? Metodiky, nástroje, protokolem UDP, TCP, časové průběhy testů 18 8

9 Typy testování Ověření rychlosti přístupu k Internetu Dle metodiky ČTÚ Od účastníka k NIX Varianty: Nezatížená síť Síť v provozu Ověření služeb telefonie, IPTV Od účastníka k POP, NNI Metodika EtherSAM 19 Vrstvy komunikace sítí IP Aplikační a transportní vrstva součást koncových systémů IP a Ethernet přepojování paketů a rámců i v mezilehlých systémech různé fyzické vrstvy podle použitého média a technologie IP vrstva (Internet Protocol) logicky nejvhodnější vrstva pro objektivní sledování výkonnosti přenosu (rychlost přenosu IP paketů). ITU-T Y rychlost se počítá včetně záhlaví IP paketu (typicky 1500 B). Terminál APL TCP/UDP IP ETH LAN směrovač xdsl IP ETH ETH Přístupový uzel ETH CPN NAP NSP Směrovač ISP IP ETH Internet server APL TCP/UDP IP ETH 20 9

10 Rozbor přenosové rychlosti Rozhraní 100BASE-x Režie přenosu/záhlaví 1. Fyzické (125 MBd) 2. Spojové (38/42B) 3. Síťové (20B IPv4) 4. Transportní vrstvy (20B) Vrstvový model TCP/IP resp. RM-OSI Přenosová rychlost [Mbit/s] 100 Problém režie L2 až L4 záhlaví přímo závislá na uživatelském provozu (velikosti paketu) Pro velké pakety (typ B) nejsou rozdíly zásadní t 21 Formulace NPR NGA technologie, která na fyzické přenosové vrstvě umožní přenos dat s rychlostí alespoň 100 Mbit/s Vzhledem k charakteru datové komunikace může v čase rychlost přenosu dat kolísat u přípojky NGA v jakémkoli časovém období nesmí přenosová rychlost poklesnout pod 8 Mbit/s u sítí s deklarovanou rychlostí 30 Mbit/s 16 Mbit/s u sítí s deklarovaným připojením 100 Mbit/s s výjimkou, že takový pokles nebude delší, než 1 % časového úseku během kterého dochází ke kontinuálnímu přenosu dat 24 10

11 Rozbor přenosové rychlosti Znázornění typického průběhu s tolerovatelným poklesem Průběh testu doba přenosu dat/mezera (data burst)? Přenosová rychlost [Mbit/s] 100 EIR (Excess Information Rate) Průměr? 16 1% Doba přenosu dat t CIR (Committed Information Rate) ITU-T Y Ethernet Service Activation Methodology 25 Shrnutí Doporučení a náměty na diskusi: Počítání a měření rychlosti na IP vrstvě 2 typy měření proti NIX, proti předávacímu bodu Nelze zajistit garantovanou rychlost v plné výši 100 Mbit/s pro přístup k Internetu (sdružování toků, časové rozložení požadavků, přijatelné náklady na vyšší úrovně sítě) Ověřování minimální hodnoty musí být k dispozici po celou dobu sledování Určení přípustné % podílu doby, kdy je rychlost nižší než požadovaná reálná rychlost (různá pro části dne s běžným provozem a HPH) 30 11

12 Neplacená inzerce Kniha FTTx vydaná nakladatelstvím ČVUT Česká technika Flowtester nástroj pro testování datových sítí 51 Děkuji za pozornost Školení z oblasti telekomunikací a sítí Věda a výzkum Expertní činnost 12