A Oferta de serviços de 3Play nas Redes Fixas

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1 A Oferta de serviços de 3Play nas Redes Fixas José São Braz Direcção de Planeamento e Estratégia de Desenvolvimento da Rede PT Comunicações

2 Agenda 1. O que é o 3Play 2. Tecnologias da Rede de Acesso fixa xdsl vs FTTH / GPON 3. Elementos constitutivos de uma rede de suporte 4. Componentes de Planeamento 5. A arquitectura de suporte multiserviços

3 Evolução dos serviços TELCO Telefone PC Televisor Serviço de Telefonia Fixa SMS MMS Voice mail Pacotes de chamadas Etc. Acesso Internet Banda Larga Caixas de correio electrónico Alojamento Web Antivírus Backup online Etc. Banda Larga Televisão-IPTV Canais de televisão Canais premium Pay per View Gravador vídeo digital Guia TV (EPG) Videoclube (VoD) Filmes e séries Controlo tipo DVD Portal TV Notícias, Trânsito, etc

4 3PLAY Como Funciona? Sistemas externos (e.g. Billing, OSS) DRM Conteúdos Video servers Softswitch Media Gateway PSTN PSTN Home Gateway TV STB Middleware IP/MPLS IP/MPLS MSAN xdsl GPON PC IP Streamer BRAS TV TV STB STB Home Gateway PC Plataforma Vídeo Plataforma VoIP Rede Transporte e Agregação Rede Acesso Rede Doméstica

5 Agenda 1. O que é o 3Play 2. Tecnologias da Rede de Acesso fixa xdsl vs FTTH / GPON 3. Elementos constitutivos de uma rede de suporte 4. Componentes de Planeamento 5. A arquitectura de suporte multiserviços

6 Rede de Acesso Fixa - Cobre Central Cobre Cobre Cobre Cobre/FO Cobre Voz & BL (ADSL) & TV

7 As Tecnologias DSL As tecnologias DSL (Protocolos de nível 1 para suporte em cabos de cobre) ADSL ADSL2+ Re-ADSL SHDSL VDSL2 DSL Bonding Assimetric Digital Suscriber Line. Canal até 8 Mbps no sentido do cliente (Downstream) e até 800 kbps no sentido da rede (Upstream). Assimetric Digital Suscriber Line 2 +. Canal até 24 Mbps no sentido do cliente (Downstream) e até 1,5 Mbps no sentido da rede (Upstream). Duplica o espectro utilizado e aumenta o débito máximo para lacetes curtos. Reach-Extended DSL. Incrementa o alcance relativamente aos equipamentos tradicionais de ADSL (+ 150mts a mts dependendo do perfil de ruído existente no par em causa). Symmetrical High Bit Rate Digital Subscriber Line. Débitos desde 192 até 2.12 kbps (payload), em incrementos de 8 kbps em 1 par de cobre ou em 2 pares de cobre com débitos desde 384 até 4624 kbps, em incrementos de 16 kbps. Não coexiste com o serviço telefónico. Very High Bit Rate Digital Subscriber Line 2. Canal até 100 Mbps no sentido do cliente (Downstream) e até 50 Mbps no sentido da rede (Upstream). DSL Bonding Agregação de várias linhas DSL para suportar maiores Larguras de Banda

8 Comparação DSL: débitos vs alcance As tecnologias xdsl permitem aos operadores flexibilidade para vários cenários de aplicação, tendo como vectores o débito e o alcance necessário Déb (kbps) VDSL2 ADSL2+ ADSL VDSL Débito ADSL ADSL Alcance + 0 Dist (m)

9 Mercado Broadband no Mundo Alguns números (fonte: Point Topic Ltd final 2007): Número de linhas de banda larga no final de 2007 : 350 milhões dos quais: 228 milhões suportados em DSL (34% na Europa Ocidental); 77 milhões suportados em cable modem (56% na América do Norte); 38 milhões suportados em FTTx (83% na Ásia) América do Norte e Europa Ocidental com as taxas de penetração mais elevadas: ~25% e ~24% respectivamente; Top Ten dos Países com banda larga: USA, China, Japão, Alemanha, UK, França, Coreia do Sul, Itália, Canadá e Espanha;

10 Mercado Broadband na Europa No 3ºT07 a penetração de banda larga fixa em Portugal (14,8) estava levemente abaixo da média na EU (16,9)

11 Mercado Broadband em Portugal

12 Rede de Banda Larga baseada em DSL A Rede ADSL (modelos: bitstream, e agregação IP) Linha de cobre CPE Modem S DSLAM ATM BRAS BRAS Agregação IP Agregação ATM (Bitstream) CPE CPE router router S S IP splitter BRAS Ethernet DSLAM splitter DSLAM Ligação lógica ATM ATM Proxy RADIUS Acesso Agregado ISP RADIUS Acesso Agregado Cliente final PT Domínio ISP

13 Aumento do débito dos serviços de BL 40 Débito (Mbps) TV + gravação simultânea, de outro canal, no VCR ou 2 TVs 2 TVs + gravação simultânea, de outro canal, no VCR 3 TVs + gravação simultânea, de outro canal, no VCR HSI HDTV SDTV SDTV + HSI (4M) 1 TV (não permite utilização simultânea do VCR) 1 HDTV + HSI (4M) 2 HDTV + HSI (4M) 2 HDTV + HSI (8M) 2 HDTV + 1 SDTV + HSI (16M) 2 HDTV + 2 SDTV + HSI (16M) Serviços > 50 Mbps Curto/Médio Prazo (*) Considerando Codificação MPEG4 (SDTV=3Mbps; HDTV=9 Mbps) (**) SDTV=Standard Definition TV; HDTV=High Definition TV; HSI=High Speed Internet; VCR=VideoCassette Recorder

14 Principais Drivers de Desenvolvimento REDE ACESSO ADSL2+/VDSL2 PON PON ADSL/ADSL2+ Tempo Saturação xdsl Introdução PON Massificação PON Internet Banda Larga (>2 Mbps) Primeiras Aplicações de TV Broadcast e VoD Internet Banda Larga (>30 Mbps) TV Interactiva e HD Virtual Office Internet Banda Larga (>50 Mbps)???

15 Tecnologia FTTx Custo Capacidade FTTH FTTB FO ONT Cu OLT FO FO FO ONU FTTC Central Office (CO) FO Cu ONU

16 Tecnologia xpon BPON GPON EPON Standard ITU-T (G.983) ITU-T (G.984) IEEE (802.3ah) Downstream (Mbps) 1.244, 622, , Upstream (Mbps) 622, , 1.244, 622, Network Interfaces ATM ATM, TDM, ETH ETH Network Reach Up to 20 km Up to 60 km Up to 20 km TDM Support Over cell Support native TDM/legacy services Over packet Max. Split Ratio 1/32 1/64 1/16 Video Overlay Yes Yes No (*) BPON=Broadband PON; GPON=Gigabit PON; EPON=Ethernet PON

17 GPON O que é Princípios básicos de funcionamento Definido na Norma ITU-T G.984.x Meio partilhado: Nº Max de ONTs/PON : 64 DBA (Dynamic Bandwidth Allocation) Permite partilha de débito de acordo com as necessidades de cada ONT Segurança das comunicações: AES (Advanced Equipment Standard) 128 bits; Alcance Máximo Definido: 60Km, mas com Alcance Diferencial (entre ONTs da mesma GPON) de 20 Km ONU1 port-id OLT ONT 1 OLT ONT 1 ONT 2 ONT 2 OLT-V ONT 3 ONT 3 Downlink: Débito 2, 5 Gbit/s Comprimento de onda nm Método de acesso - TDM; Broadcast TV (Sinal RF Analógico) transmitido a nm Uplink: Débito 1,25 Gbit/s Comprimento de onda nm Método de acesso - TDMA; Tráfego Suportado : VOIP; Dados; Vídeo; T1/E1 TDM

18 GPON Solução técnica Rede de Transporte e Plataformas de Serviço TV-HD NGN BRAS CO Área coberta CLIENTE DRM VoD IP/MPLS PSTN/ PLMN 2* 10 GBE OLT GPON 2,5 GBps 1,25 GBps 1:N; Máx 1:64 Rede de Distribuição Óptica Classe B+ (28dB) ONT HGW STB PT C Home networking O Alcance da GPON depende: Da classe de Laser Classe B+ /28dB, Do ratio de splitting utilizado e Do nº de conectores e fusões Taxa Splitting 1:8 1:16 1:32 Alcance (Km) (1) 20 (2) 20 (2) (2) LB Dedicada por User (Mbps DL/UL) (3) 312.5/ /78 78/39 Exemplo de Oferta 3P 4 streams vídeo (2HD + 2SD) HSI de 50Mb DWns e 25 Mb UPs Oferta de voz : VoIP 1: /19.5 (1) Da solução conectorizada, para perdas máximas / típicas; (2) 20km é o máx. alcance diferencial (distância entre a ONT mais perto e a mais distante) (3) A alocação dinâmica de Banda e as s qualidades de serviço permitem garantir LB superiores

19 FTTH já é uma realidade Operadores que estão a implementar EPON Operadores que estão a implementar GPON Operadores que anunciaram que vão optar por GPON FSAN Recommends Standards to the International Telecommunications Union (ITU) - GPON

20 Agenda 1. O que é o 3Play 2. Tecnologias da Rede de Acesso fixa xdsl FTTH / GPON 3. Elementos constitutivos de uma rede de suporte 4. Componentes de Planeamento 5. A arquitectura de suporte multiserviços

21 Arquitectura de Rede para Serviços Triple-Play Home Access Aggregation Edge/Core Services Home G/W FTTx/GPON MSAN/OLT Ethernet Secure VPLS Infrastructure DHCP Server BRAS High Speed Internet IP/MPLS VoD Home G/W xdsl MSAN/DSLAM IP Multiservice Transport SBC Headend Broadcast TV RONG VoIP PSTN WDM 1696MS Softswitch / Voice Gateway

22 Em Casa do Cliente Rede Doméstica Rede ADSL ou Rede FTTH ONT Computador Home Gateway Telefone Microfiltro/Splitter Rede doméstica Telefone A distribuição do sinal no ambiente doméstico pode ser efectuado utilizando diversas tecnologias (Cabo Ethernet, Wireless, Powerline, Coaxline) Set Top Box Set Top Box Televisor Televisor

23 Rede Acesso Gbe MSAN Agregação ADSL/ADSL2+/VDSL2 ou FTTH/GPON Multicast Identificação de acessos (DHCP option 82) PVCs ou VLAN dedicados. QoS L2 Uplink Ethernet com separação por VLANs Deverá permitir redundância no uplink

24 Rede Agregação Agregação Ethernet sobre IP/MPLS BSR D D BNG BSR BSR Ethernet Aplicações IPoMPLS VPN

25 Rede IP Plataforma de Serviço (middleware) Headend Servidores Video on Demand (VoD) DHCP Transporte IP/MPLS BRAS Internet MSAN Rede IP Rede Doméstica

26 PLATAFORMA IPTV PRINCIPAIS COMPONENTES Canais de Televisão Gestão de clientes Aprovisionamento Facturação Conteúdos Headend Plataforma IPTV Plataforma de serviço (Middleware) Sistema de Ingestão de Conteúdos DRM (Digital Rights Management) Monitorização Servidores Video on Demand (VoD) Rede IP FTTH ADSL Rede Doméstica

27 Headend Equipamento responsável pela recepção, codificação e transmissão em IP multicast dos canais de TV. 1 ou mais locais. Estrutura redundante. Recepção satélite e terrestre. Equipamento de monitorização Equipamento de gestão e supervisão Custo associado ao número de canais de TV (SD ou HD) Antenas satélite + IRD + Decoders + IP Streamer. IRD Encoder IP Streamer IP sobre Ethernet Recepção de SPTS ou MPTS. Descodificação de CA Alteração de débito. Alteração de mecanismo de compressão. Conversão de um serviço numa MPTS para SPTS. Suporte de SD e HD. Colocação sobre IP de SPTS Alteração de débito

28 Middleware Elemento responsável pela integração dos vários componentes, pela gestão de conteúdos e serviços, reporting e ligação aos sistemas de billing e provisioning. Inteligência do serviço. Gestão de clientes (aprovisionamento e identificação de clientes) Gestão de conteúdos (ingestão, propagação, manipulação e entrega) Billing Gestão da lógica de negócio (serviços e pacotes com respectivos preços, períodos de visionamento, utiliza o DRM para fazer cumprir a lógica de negócio). Autorização e Accouting. Serviços (Pacotes, Canais Premium, PPV, EPG, VoD, npvr, serviços informativos, jogos interactivos). Integração com as outras plataformas (propagação de conteúdos em sincronismo com o sistema de gestão VoD, controlo do sistema de DRM, sistemas de provisioning e billing) Custo principalmente associado ao licenciamento por utilizador

29 DRM (Digital Rights Management) Encriptação de conteúdos e gestão do acesso condicionado a estes. Encriptação de conteúdos ao nível visual (não afecta a TS). Autorização de set-top-boxes. Gestão de chaves. Watermarking - sem impacto visual no conteúdo, permite identificar o provider (inserida no Headend) e o cliente (inserida na STB), permite o combate à pirataria. A bidireccionalidade das redes IP permitem soluções de nova geração baseadas em virtual smart cards, mais seguras, mais eficientes e mais baratas, pois podem ser activados, desactivados e modificados de forma dinâmica. DRM VoD encriptação offline DRM TV encriptação em tempo real Custo principalmente associado ao licenciamento por utilizador

30 VoD Servers Conteúdos On Demand (VoD e npvr). Funções de FF, RW, Play e Pausa. Unicast Possíveis diferentes arquitecturas Grande capacidade de storage. Grande capacidade de streaming. Custo associado ao número de streams

31 Set-top-Boxes Modulo terminal de cliente. Interface com a rede. Descodificação DRM. Descodificação MPEG. Ligação a periféricos. Custo por cliente, relevante no custo total da solução

32 Agenda 1. O que é o 3Play 2. Tecnologias da Rede de Acesso fixa xdsl vs FTTH / GPON 3. Elementos constitutivos de uma rede de suporte 4. Componentes de Planeamento 5. A arquitectura de suporte multiserviços

33 Plano de Cobertura do Serviço Na definição do Plano de Cobertura do serviço, deverá ser tido em consideração um conjunto de factores: Por cada área: - Número de habitações - ARPU dos clientes actuais - Nível do poder de compra - Nível de concorrência - Investimento necessário Capacidade de investimento da empresa

34 Aumentar a cobertura nas redes de acessso FTTN (Fiber to the Node) FO até armário c/ DSLAM e cobre (ADSL2+/VDSL2) até cliente ADSL2+ e VDSL2 Débitos até 50Mbps MDU MDU MDU FTTB FTTB FTTN FTTH FTTN FTTH FTTH CO FTTN FTTH FTTN MDU MDU FTTB FTTP (Fiber to the Premise) -- > no futuro FO até ao Edifício (FTTB) ou até Casa (FTTH) Débitos > 40 Mbps MDU FTTN FTTB FTTH FTTH FTTN FTTH Km DSLAM Cobre Fibra OL T Splitter Óptico

35 Micro-coberturas xdsl ou FTTH/GPON Micro Coberturas xdsl (16 Mb ou superior) FTTH/GPON (50 Mb) Vantagens Reutilização da rede de cobre Menor investimento inicial Facilidade de instalação nos edifícios Maior qualidade de serviço Maior disponibilidade de débitos Menores custos de exploração (devido à inexistência de equipamento activo) Desvantagens Necessidade de armários de rua de maior dimensão e com necessidades de energia (dificuldade de aprovação pelas autarquias) Investimento parcialmente não reutilizável se houver evolução para FTTH. Eventual necessidade de contacto com os condomínios Necessidade de adaptar as equipes técnicas Nas áreas de Greenfield Greenfield as duas soluções têm custos aproximados pelo que o FTTH leva vantagem Nas áreas de Brownfield Brownfield vai ser a lei da concorrência a mandar

36 Estimativa de Procura e de Tráfego Após a definição do Plano de Cobertura, deverá ser efectuada, pela área do negócio, uma estimativa da procura para o serviço: Parque previsto (montagens desmontagens) para o final de cada ano Desagregada por cada área prevista no Plano de Cobertura O parque de clientes estimado, conjugado com: as previsões de taxa de utilização do serviço débito de cada tipo de stream permitirá estimar o tráfego a cursar na rede (matriz de tráfego) que servirá de input ao dimensionamento da rede de suporte ao serviço

37 IPTV PLATFORM OVERVIEW B Core Client facing Tier V - Servers D Aggregation (DSLAM) VoIP A Head-End BTV and VoD acquisition and OSS NOC Security D - Servers C Aggregation (SR) VoIP Encoder VoIP VoIP Service Database and BSS facing Tier Application Tier Storage Tier VoIP VoIP Management Tier

38 A Interactividade dos Serviços IPTV gera 3 Tipos de Tráfego Clusters de Servidores Tráfego na Rede Cliente D-server Streaming Unicast ICC & Reliable Multicast (dimensionado para uma simultaneidade até 20%) V-server Streaming de VoD (dimensionado para uma simultaneidade até 10%) Application facing Gateway STB Interaction

39 O aumento do número de canais de TV não deverá ter grande impacto no dimensionamento da rede Oferta com 100 canais A Oferta com 150 a 200 canais Estimativa do número de streams multicast em função do número de clientes no DSLAM Multicast Streams Número de clientes por DSLAM Nota: Os canais apenas estão disponíveis no DSLAM quando o cliente os solicita Fonte: The Statistics of Switched Broadcast Nishin Sinha; BigBand Networks Study for Cox Networks

40 A Arquitectura da Rede assegura redundância e eficiência para o transporte do tráfego Multicast de TV A DSLAM TV Headend O tráfego Multicast TV é gerido dinamicamente através da rede com os links até aos DSLAMs apenas a serem ocupados apenas pelos canais solicitados pelos clientes

41 O Tráfego Unicast será o grande consumidor de Largura de Banda O tráfego Multicast é optimizado na Rede já que o número de streams apenas é multiplicado em função do número de clientes ao nível do DSLAM O tráfego Unicast exige mais banda à Rede porque cada stream de cliente terá que ter início desde o nível dos servidores A Multicast Unicast DSLAM DSLAM STB STB STB STB O tráfego Multicast pode ser gerido eficientemente a partir de um ponto central mesmo com o serviço a escalar A distribuição do tráfego unicast a partir de uma localização central fica menos eficiente à medida que o serviço vai escalando, tornando necessário criar clusters de servidores adicionais de modo a encurtar a distância até aos DSLAMs e reduzir assim a carga na rede core

42 A decisão sobre a arquitectura dos servidores unicast depende da taxa de utilização dos serviços, do numero de clientes e tem impacto no planeamento da rede de transporte Cenários de arquitectura para os Clusters de V-Server e D-Servers Vantagens e Desvantagens de cada cenário B Cenário A 3 Clusters DSLAM SR2 (BSA) SR1 (BSR) CR SR V-Server D-Server + Usa os datacenters já existentes + Custos marginais de O&M + Fácil de implementar e capaz de suportar o lançamento inicial do serviço Custos muito elevados para escalar Irá requerer elevados recursos de banda à rede core Cenário B ~10 Clusters DSLAM SR2 (BSA) SR1 (BSR) CR V-Server D-Server + Permite uma melhor alocação de banda no core IP/MPLS Custos adicionais de O&M Requer custos adicionais para a instalação dos servidores junto dos SR1 DSLAM SR2 (BSA) SR1 (BSR) CR + Minimiza os requisitos de banda no core IP/MPLS Cenário C Elevados custos de O&M Requer elevados custos para a instalação dos servidores junto dos SR2 V-Server D-Server

43 O Número de Clusters a Implementar irá Depender do Número de Clientes Previsto Capex necessário (K ) em função do número de clientes C Capex ( 000 ) Cenário A Cenário B Cenário C Cenário com taxa de simultaneidade de 10% para o VoD e 20% para o ICC 0 30k 100k 200k 500k Número de clientes Capex semelhante em todos os cenários opção pelo Cenário A Capex semelhante para os Cenários B e C opção pelo Cenário B Opção pelo Cenário C

44 Exemplo Dimensionamento dos servidores VoD Pressupostos: Servidores em configuração de Cluster e com redundância n+1, distribuídos por 3 zonas do País: - Cluster de Lisboa a servir a zona sul do país 50% do total de clientes - Cluster de Coimbra a servir a zona centro do país 20% do total de clientes - Cluster do Porto a servir a zona norte do país 30% do total de clientes Cada servidor com uma capacidade de storage para 600 horas e com 1 interface Gb com uma capacidade máxima de streaming de 900 Mb/s. Débito de cada stream VoD de 2,5 Mb/s. Taxa de simultaneidade prevista para o serviço VoD de 10%. Ano 1 Ano 2 Ano 3 Total Clientes VoD Horas de conteúdos VoD Cluster zona Sul Cluster zona Centro Cluster zona Norte

45 Agenda 1. O que é o 3Play 2. Tecnologias da Rede de Acesso fixa xdsl vs FTTH / GPON 3. Elementos constitutivos de uma rede de suporte 4. Componentes de Planeamento 5. A arquitectura de suporte multiserviços

46 Disponibilidade do Serviço -> Protecção e Redundância Num serviço como o da Televisão é necessário garantir uma alta disponibilidade na rede de suporte: Protecção de falhas em links de acesso cada MSAN/DSLAM deverá ser ligado à Rede Core através de 2 uplinks Protecção de falhas em links de interligação a rede de transporte deverá ser dimensionada de modo a assegurar 2 caminhos distintos Protecção em falhas de nós de rede a rede de transporte deverá ser dimensionada de modo a assegura 2 encaminhamentos distintos

47 Requisitos exigidos à Rede Suficiente largura de banda garantida Suporte de multicast (IGMPv2 com Fast Leave ou IGMPv3) Suporte de pacotes longos (p.ex bytes) sem fragmentação Latencia e jitter baixos (p.ex. latencia na rede core < 10 milisegundos, latencia total < 50 milisegundos, jitter < 10 milisegundos) Perda de pacotes reduzida (p.ex. < 0,01%) Suporte de diferentes classes de serviço (o tráfego IPTV deverá ter uma prioridade mais elevada que o restante tráfego, com excepção do tráfego VoIP) Prioridade + - VoIP IPTV multicast IPTV unicast Internet O IP/MPLS é a tecnologia que actualmente melhor permite cumprir estes requisitos

48 Arquitectura da Rede A escolha da arquitectura a adoptar deverá ter em conta os seguintes factores: Capaz de suportar múltiplos serviços Cumpra os requisitos exigidos pelo IPTV e VoIP Com capacidade de escalar Que minimize os custos (CAPEX e OPEX)

49 Exemplo de uma Arquitectura de Referência Multiserviços Alcatel : BNG = BSA + BSR Home G/W Access Node IGMP Proxy GE BTV VLAN 100 VLAN 10 BSA (7450 ESS) IGMP Proxy VPLS VPLS GE VLAN 1000 BTV IP: /20 MAC: A DHCP Service VoD/VoIP/Data IP: PUB.1.0/20 MAC: B VLAN 1001 BSR (7750 SR) DHCP Relay VOD BTV VoIP VLAN 20 Access Node: Protocol-aware cross-connect IGMP proxy DHCP Option82 support VLAN per subscriber Aggregation: VPLS aggregation for unicast and broadcast services Persistent subscriber policy enforcement point Edge: IP Routing of IP services. Multicast routing Integrated VPLS (spoketermination of IES)

50 Conclusões Produto Um produto integrado Serviço personalizado e flexível. Conteúdos apelativos Novos serviços, para além da TV... Uma nova imagem Infra-estruturas Novos requisitos (QoS, multicast, etc) Novas plataformas, novos desafios, uma visão integrada de rede e serviço Principais desafios para a Rede Preparar a Rede de Acesso para o suporte do 3Play (serviços que exigem mais largura de banda e mais QoS) e aumento da cobertura micro-coberturas xdsl ou levar a fibra até à casa do cliente (FTTH/GPON) Adaptar a topologia da Rede de Agregação e Transporte para o suporte de serviços de broadcast e para os débitos exigidos pelos serviços de streaming de vídeo. Encontrar soluções que minimizem o impacto para os clientes em termos de distribuição nas redes domésticas

51 Questões? Contactos:

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