Piloto AMORA - Triple Play sobre PILOTO AMORA - TRIPLE PLAY TRIPLE PLAY SOBRE Triple Play,, MDSLAM, ixtream, TV Interactiva, IPTV, VOD, Serviços Multimédia Interactivos Este artigo descreve o piloto AMORA de Triple Play sobre na zona de Aveiro. Este piloto oferece um conjunto de serviços experimentais de Distribuição de TV sobre IP, Video on Demand, acesso à Internet e Telefone sobre o par de cobre usando tecnologia. O acesso é disponibilizado através de armários de rua, permitindo reduzir a proximidade aos utilizadores finais e aumentar a largura de banda das ligações. O serviço de broadcast de TV é fornecido a partir de um headend usando tecnologia Ethernet sobre fibra óptica até aos armários. O serviço de Video on Demand é implementado de forma distribuída, com um servidor instalado em cada armário de rua. Este piloto da PT Inovação permitirá ainda testar outras tecnologias e serviços inovadores vocacionados para o mercado residencial, que possam valorizar a rede fixa e inverter a tendência da fuga de clientes para outras redes. PT Inovação 31
1 Introdução A PT Inovação tem vindo a introduzir produtos e soluções vocacionadas para a oferta de serviços multimédia avançados sobre, em cenários Triple Play, tendo como alvo uma arquitectura distribuída assente em armários dotados de DSLAM IP e servidores de Video on Demand colocados na periferia da rede, junto aos clientes que se pretende servir. O piloto AMORA Aplicações Multimédia para Outdoor na Rede de Acesso surge assim como forma de desenvolver e testar esta linha de produtos em condições reais, antecipando dificuldades e identificando novas funcionalidades que permitam melhor adequar estas soluções aos requisitos e necessidades dos clientes da PT Inovação. Armário PT Inovação PT Inovação - Head End Fibra Óptica Fibra Óptica IP Streamer Fibra Óptica PT - Estação de Aveiro Armário da Forca BRouter4 2Mbps HDSL7 HDSL7 Fibra óptica Fibra óptica HDSL7 rep Cobre Cobre HDSL7 rep HDSL7 HDSL7 2Mbps 2Mbps BRouter4 Server... + Streamer 2 Infra-estrutura do Piloto AMORA Armário de Ilhavo Armário de Qta do Simão Armário de Bomsucesso A infra-estrutura sobre a qual assenta o piloto AMORA é composta essencialmente por um centro de serviços e por um conjunto de armários de rua interligados por fibra óptica ou cobre. Tratando-se de uma plataforma para desenvolvimento, experimentação e testes, é fundamental que os clientes deste piloto possam contribuir de forma pró-activa, em condições de utilização real do sistema e dos serviços. Assim, foi efectuada uma selecção de pessoas dos quadros da PT Inovação cujos acessos de rede fixa se situam na região de Aveiro, distribuídos por quatro nós de acesso: Aveiro (Bairro da Forca), Ílhavo, Quinta do Simão e Bomsucesso, sendo ainda criado um nó adicional no campus da PT Inovação, onde está igualmente localizado o Centro de Serviços. A estação de Aveiro da PT Comunicações implementa o nó de distribuição para os armários de rua, existindo fibra óptica entre a PT Inovação e os nós de acesso de Ílhavo, Forca, Quinta do Simão e PT Inovação. A interligação entre Aveiro e o nó de Bomsucesso é efectuada sobre cobre. Figura 2 - Arquitectura da rede AMORA O transporte é efectuado usando tecnologia Ethernet directamente sobre a fibra óptica, recorrendo a media converters 100BaseT-100BaseLX (100Mbps) com alcance para 15km, excepto no caso do armário de Bomsucesso em que é usada tecnologia HDSL sobre os pares de cobre (4Mbps). De facto o armário de Bomsucesso inclui um mini headend local, pelo que a largura de banda necessária nesse ramo da rede é apenas a necessária para o serviço de acesso à Internet e para alimentação de conteúdos do servidor de Video on Demand. 3 Armário AMORA A última milha de acesso à rede é implementada usando armários de rua instalados junto aos utilizadores e a rede de cobre com tecnologia. A opção por esta arquitectura pretende maximizar o débito disponível para os clientes, ao tirar partido do maior calibre dos cabos de cobre existente na última milha da rede, assim como diminuindo as interferências electromagnéticas entre pares de cobre uma vez que nesta secção da rede o número de pares por cabo é menor. A arquitectura para oferta de serviços baseados em Video on Demand é distribuída, permitindo minimizar a largura de banda no núcleo da rede, que assim é utilizado quase em exclusivo para multicast dos canais de IPTV e acesso à Internet. Os servidores de VOD na periferia da rede recebem os conteúdos de forma optimizada, em horas menos carregadas, ficando o streaming ávido de elevadas larguras de banda confinado ao cobre entre cada armário e os clientes que a ele estão ligados. Figura 1 - Implantação do Piloto Os armários AMORA possuem o seguinte conjunto de funcionalidades: 32 Saber & Fazer Telecomunicações
Piloto AMORA - Triple Play sobre Distribuição do serviço Triple Play via DSL; Intercepção dos pares de cobre de acesso aos utilizadores; Servidor de VOD; Captação dos canais de TV de satélite e envio desses canais para a rede (opcional); Interligação à rede Ethernet de acesso ao Centro de Serviços em cobre (DSL) ou em fibra óptica. Estão previstos três tipos de infra-estrutura de armário de rua, cobrindo várias situações que podem surgir neste tipo de redes: Armário com acesso de alto débito Armário convencional, dotado de acesso em fibra óptica até ao headend; Servidor VOD local; IPTV em multicast desde o Centro de Serviços até ao DSLAM; Acesso à Internet via Centro de Serviços. Armário com acesso de baixo débito e fonte de TV integrada Armário para pontos da rede onde não existe acesso em fibra óptica, sendo neste caso o acesso ao Centro de Serviços efectuado em cobre usando DSL; Servidor VOD local; Acesso à Internet via Centro de Serviços; IPTV distribuída localmente a partir de captação de satélite no próprio armário (mini headend). A adopção de uma solução IP dá uma flexibilidade e eficiência aos operadores que as soluções tradicionais suportadas unicamente em ATM não conseguem. Só desta forma é possível fornecer mecanismos bons para suporte de aplicações baseadas em multicast (por exemplo, broadcast de televisão - IPTV). O fornecimento de serviços tais como Video on Demand é igualmente facilitado pela disponibilidade de interfaces Ethernet de elevado débito (Gigabit Ethernet). O MDSLAM da PT Inovação permite terminar e converter o tráfego ATM directamente para um ambiente Ethernet. De modo a suportar os serviços tradicionais, é também disponibilizada a opção de cursar tráfego para redes ATM. A família MDSLAM cobre um leque diversificado de cenários de aplicação, oferecendo diversas possibilidades de instalações, de acordo com variados requisitos. As unidades instaladas no piloto, os MDSLAM-LC48, suportam (anexos A) e todas as variantes de 2/2+. Estas unidades estão equipadas com os splitters para POTS, têm uma capacidade de 48 portas e têm interface Gigabit Ethernet (eléctrico) duplo como uplink. Para os serviços de VOD e IPTV, os MDSLAM e os modems/routers do cliente estão configurados com uma terminação em modo de bridging, sendo que o MDSLAM apresenta um funcionamento semelhante a um comutador Ethernet, com a particularidade de permitir isolar completamente o tráfego entre os portos dos diferentes clientes. Armário com acesso de baixo débito sem fonte de TV 4 Armário para pontos da rede onde não existe acesso de fibra óptica e onde não é necessário disponibilizar o serviço de IPTV, sendo neste caso o acesso ao Centro de Serviços efectuado em cobre usando DSL; Servidor VOD local; Acesso à Internet via Centro de Serviços; Sem serviço de IPTV. MDSLAM - LC48 Componente crucial do Piloto AMORA, o DSLAM IP MD- SLAM da PT Inovação vem responder à procura crescente de largura de banda para sustentar as novas aplicações de acesso à Internet e a conteúdos multimédia. Figura 3 - MDSLAM - LC48 O recurso a IGMP snooping no MDSLAM permite a oferta de serviços de multicast IP, como por exemplo a distribuição de canais de TV e rádio, maximizando a utilização da largura de banda do core da rede e servindo um variado leque de utilizadores. Esta solução permite o fornecimento de serviços complementares à oferta de televisão por cabo, ou mesmo atingir zonas não cobertas pelas redes de distribuição de televisão por cabo. O MDSLAM apresenta ainda um conjunto de características de níveis 2 e 3 que permitem uma grande flexibilidade na oferta de serviços. De entre essas características, destacam-se a possibilidade de utilização de VLANs (802.q) e diferenciação de QoS (802.1p) baseada em diversos critérios, como por exemplo os cabeçalhos dos pacotes IP e TCP/UDP. PT Inovação 33
5 Servidores ixtream Os serviços de vídeo do piloto AMORA são assegurados por servidores ixtream, integrados numa nova linha de produtos PT Inovação vocacionados para o processamento e streaming de vídeo digital em cenários de TV Interactiva e Triple-Play, em particular IPTV e VOD. A distribuição de TV sobre IP é assegurada por uma unidade IP Streamer ixtream IPS, solução de headend flexível e económica para a criação expedita e simplificada de cenários IPTV. Esta plataforma incorpora a recepção de múltiplos canais de satélite (QPSK) e é baseada num desmultiplexador MPTS para SPTS (Multi-Program Transport Stream para Single-Program Transport Stream), que permite a recepção e distribuição de canais DVB-S (Digital Video Broadcast) em ambientes IPTV (TV Digital sobre Multicast IP). O processo de separação dos Transport Stream implica a regeneração das tabelas DVB, assegurada integralmente pelo sistema. Um módulo adicional de Multicast IP efectua o encapsulamento adequado em UDP ou RTP IPv4, sendo o output disponibilizado através de interface Gigabit Ethernet. harmonizado e articulado do conjunto de todos os servidores instalados, virtualizando o acesso ao serviço de VOD como se a arquitectura assentasse num servidor único centralizado e simplificando as operações de distribuição de conteúdos para todos os servidores remotos a partir de um único ponto central. Neste local reside igualmente um conjunto de ferramentas denominadas ixtream Tools, através das quais é possível, em estreita articulação com o middleware ODBS (Novabase), assegurar um conjunto de funcionalidades fundamentais para o serviço de Video on Demand: 6 Preparação de conteúdos (indexação, geração de tricky play, etc.); Distribuição inteligente de conteúdos do servidor central para os streaming servers; Gestão de recursos, uma visão dinâmica do sistema que permite o seu funcionamento integrado e a articulação com os sistemas de backoffice (aprovisionamento, negócio, gestão), via middleware. Serviços AMORA Para além de voz e acesso rápido à Internet, pacote típico da oferta comercial, actualmente o piloto AMO- RA disponibiliza aos seus utilizadores Televisão Digital e Video on Demand, estando ainda prevista a introdução experimental de outros serviços multimédia interactivos. O actual equipamento de cliente inclui um modem / router 2 e uma Set Top Box OctalTV (Novabase), necessária para acesso aos serviços de vídeo digital. O serviço de IPTV é constituído por vinte canais MPEG2, captados do serviço de satélite da TV Cabo Portugal no Hispasat e distribuídos pelo equipamento ixtream IPS em multicast IP. Figura 4 - Interface de monitoria do headend de IPTV A solução de VOD ixtream está alinhada com as tendências mais recentes da normalização e da indústria, sendo baseada em arquitectura IP flexível que possibilita múltiplas configurações em termos da distribuição geográfica dos servidores de streaming, de forma a permitir uma optimização do custo global da solução e um crescimento sustentado que acompanhe a penetração do serviço. A arquitectura ixtream seleccionada pela PT Inovação para o cenário AMORA é integralmente distribuída, sendo o streaming efectuado a partir de servidores ixtream Edge Server instalados em cada armário AMORA. Módulos de software adequados permitem o funcionamento Figura 5 - Serviço de IPTV 34 Saber & Fazer Telecomunicações
Piloto AMORA - Triple Play sobre O Centro de Serviços AMORA inclui as seguintes componentes: Headend IPTV, implementado através de um IP Streamer ixtream IPS; ixtream Tools, conjunto de ferramentas e servidores de suporte ao serviço de VOD; Middleware ODBS, concentrando as funcionalidades de comunicação e gestão relativas às Set Top Box; Ligação à Internet. Ao nível do Centro de Serviços são ainda asseguradas as interfaces adequadas para o aprovisionamento, a supervisão (AGORA-NG) e o nível de negócio (NGIN). Figura 6 - Menu do serviço de Video on Demand 7 Conclusões O serviço de VOD disponibiliza filmes com qualidade near DVD em MPEG-2 TS (Transport Stream) a 3.5Mbps, sendo a gestão de conteúdos realizada centralmente e o streaming efectuado em UDP unicast a partir do ixtream Edge Server localizado em cada um dos armários AMO- RA, usando os protocolos de controlo RTSP e RTCP. Cada servidor oferece um throughput sustentado de 175Mbps, capacidade suficiente para servir em simultâneo todos os 48 clientes ligados a um mesmo MDSLAM-LC48, e o seu disco duplo de 240GB configurado em RAID-1 permite até 150 horas de vídeo ou aproximadamente 100 filmes em MPEG-2 a 3.5Mbps. Headend IPTV IPS Centro de Serviços Preparação de Conteúdo Tools Distribuição de Conteúdo O Piloto AMORA está em operação desde o final de Março de 2005, tendo vindo a ser gradualmente introduzidas e validadas novas funcionalidades, de acordo com a planificação estabelecida. O nível de serviço disponibilizado aos utilizadores evidencia inequivocamente a crescente e elevada maturidade tecnológica dos produtos PT Inovação incorporados nesta solução, nomeadamente nas linhas MDSLAM e ixtream. Este formato de piloto tem assim demonstrado a sua eficácia e a plataforma AMORA permitirá certamente prosseguir na integração e teste de novas tecnologias, produtos e serviços vocacionados para ofertas comerciais inovadoras em cenários Triple Play, com potencial de valorização da rede fixa e, por isso, relevantes para as operações dos clientes da PT Inovação. Middleware ODBS Internet Gestão de Recursos Rede Core IP Multicast Armários activos Referências [1] Video on Demand: uma aposta renovada, Revista Saber & Fazer Telecomunicações nº 2, PT Inovação, 2004 [2] Limitações dos cabos de pares de cobre na disseminação de serviços de Banda Larga, Revista Saber & Fazer Telecomunicações nº 2, PT Inovação, 2004 Figura 7 - Centro de Serviços AMORA José Miguel Santos, Licenciado em Engenharia Electrónica e de Telecomunicações pela universidade de Aveiro (1985) e tem um mestrado em Restauro Dinâmico Distribuído Sender-Chooser em Redes de Telecomunicações pela Universidade de Aveiro (1998). Trabalhou para o Centro de Estudos detelecomunicações de Aveiro desde 1991 na área de desenvolvimento de PT Inovação 35
produtos para a rede de transporte. Trabalhou para o operador global GTS Network Services em Bruxelas entre 1998 e 2000 na divisão de estratégia e planeamento da rede onde foi responsável pela arquitectura de rede do cabo submarino transatlântico Flag Atlantic 1. Está na PT Inovação em Aveiro desde 2000 a colaborar na área das redes de acesso. Fausto de Carvalho, Licenciado em Engenharia Electrónica e Telecomunicações pela Universidade de Aveiro. Ao longo do seu percurso no CET e PT Inovação desenvolveu trabalho em várias áreas de conhecimento, estando desde 1994 ligado às questões associadas aos serviços multimédia interactivos, nomeadamente através de projectos nacionais e internacionais no âmbito da TV Digital Interactiva. Foi distinguido com o 1º lugar dos Prémios Inovação 1997 da Portugal Telecom, pelo trabalho Demonstrador de Video on Demand - A Aplicação CineTV. É actualmente responsável pelo grupo de Tecnologias Multimédia, que endereça as tecnologias e os novos paradigmas de interactividade dos sistemas audiovisuais em rede, plataformas domésticas e terminais. Victor Marques, Obteve a Licenciatura e Mestrado em Engenharia Electrónica e Telecomunicações e o Doutoramento em Engenharia Electrotécnica pela Universidade de Aveiro em 1994, 1997 e 2005 respectivamente. Desde 1994 a 2001 exerceu funções de investigador na Universidade de Aveiro e no Instituto de Telecomunicações. Ingressou na Portugal Telecom Inovação em 2001 onde é actualmente responsável pela unidade Tecnologias IP do departamento de Sistemas e Infraestruturas de Rede. Publicou vários artigos em conferências e revistas nacionais e internacionais e tem estado envolvido em projectos de investigação e desenvolvimento no âmbito dos programas e fóruns Europeus (RACE, ACTS, IST e EURESCOM) e da PT Inovação. Agradecimentos PT Comunicações, pela disponibilização de fibra óptica e o apoio dado por Engª Teresa Guimarães e Engº Afonso Oliveira. TV Cabo Portugal, pela cedência de Set Top Boxes e apoio dado por Engº Manuel Sequeira e Engº Carlos Gomes. Novabase, pela disponibilização e adaptação do Middleware, bem como pela preparação das Set Top Boxes. 36 Saber & Fazer Telecomunicações