Fiber to the Home Erik Radius, Jan Martijn Metselaar Colloquium voor SNE Master 2 april 2008

Agenda 1 Even voorstellen 2 Fiber to the Home – de technologie 3 Breedbandige dienstverlening over FTTH netwerken 4 Discussie! 2 Agenda

Even voorstellen Erik Radius Jan Martijn Metselaar Irene Postema

Agenda 1 Even voorstellen 2 Fiber to the Home – de technologie 3 Breedbandige dienstverlening over FTTH netwerken 4 Discussie! 4 Agenda 4

FTTH technologie: de optica nader bekeken Glasvezel bevat drie onderdelen: 1: glazen kern 2: glazen mantel 3: kunststof bescherming FTTH technologie

Glasvezel werking Hogere brekingsindex in de kern dan in de mantel Totale interne reflectie op kern/mantel overgang FTTH technologie

Multimode versus Singlemode (1) ‘Grote’ kern: 50 / 62,5mm Golflengte 850nm, 1310nm Meerdere optische modi aanwezig Bandbreedte*afstand produkt is beperkt Daardoor alleen geschikt voor kortere afstanden (<1km) FTTH technologie

Multimode versus Singlemode (2) Kleine kern: 9mm 1 optische modus wordt doorgelaten Signaal daardoor ook nog goed herkenbaar na zeer grote afstanden Meer hierover http://www.rp-photonics.com/fibers.html FTTH technologie

Transmitter, receiver Glasvezel is slechts een passieve signaalgeleider (waveguide) Aktieve componenten aan de uiteinden: Signaalbron: laserdiode Ontvanger: fotodiode (Amplitude)modulatie met het datasignaal Lichtsignaal is de draaggolf of ‘carrier’ Analoge en digitale transmissie mogelijk FTTH technologie

Voor/nadelen glasvezel Vraagje aan de zaal... bedenk 3 voordelen van glasvezel t.o.v. electrische kabels ... en ... 3 nadelen (afkomstig van http://www.rp-photonics.com/fibers.html) Comparison of Optical Fibers with Electric Cables In some technical areas, such as optical data transmission over long distances or between computer chips, optical fibers (or other waveguides) are competing with electric cables. Compared to those, they have a number of pronounced advantages: Fiber cables are much less heavy than electric cables. The capacity of a fiber for optical data transmission is by orders of magnitude higher than for any electric cable. The transmission losses of a fiber can be very low: well below 1 dB/km for the optimum wavelengths, which are around 1.5 μm. A large number of channels can be reamplified in a single fiber amplifier, if required for very large transmission distances. Optical data connections via fibers are comparatively hard to intercept and manipulate, which gives additional security even without using encryption techniques. For very high security, quantum cryptography can be used. Fiber connections are immune to electromagnetic interference, problems with ground loops, and alike. Fibers do not introduce fire hazards or the risk to trigger explosive substances (unless a fiber carrying a high optical power breaks). On the other hand, fibers also have their disadvantages: Fiber connections are comparatively sensitive and difficult to handle, particularly when single-mode fibers are used. Precise alignment and high cleanliness are required. For such reasons, fiber connections are often only competitive if a high transmission bandwidth can be utilized. Fibers may not be bent very tightly, because this can cause high bend losses. This can be a problem e.g. in the context of fiber-to-the-home technologies. At least unprotected glass fibers are mechanically less robust than metallic wires. FTTH technologie

Fiber netwerken Netwerken hierarchisch opgebouwd Core Metro Access (aansluitnet) Aansluitnet Telecom/CATV deels glas Telecom glasvezel tot/met de wijkcentrale koperen verbinding tot in de woning CATV glasvezel tot/met de straatkast coax verbinding tot in de woning FTTH technologie

Core/Metro/Access

Fiber penetratie in het aansluitnet Diverse gradaties: to the Node (wijk)centrale to the Curb/Cabinet straatkast to the Building/Basement appartementen to the Home elke woning http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/32/FTTX.png FTTH technologie

FTTH kabelconcept Aansluitnet is sterk vertakt Ondergronds of bovengronds (!) Diverse ondergrondse aanleg methoden mogelijk: 1: modulaire buis + vezels later inblazen (blown fiber) 2: vezel al compleet in grondkabel (buried fiber) Blown fiber nader toegelicht FTTH technologie

Miniducts vormen aftakkingen 1, 7, 12, 24 dunne buisjes in een grondkabel Aftakkingen van buisjes relatief eenvoudig FTTH technologie

Vezel in miniduct Vezelkabeltje in buis ‘blazen’ FTTH technologie

Fiber, the movie Aanleg in beeld Blown fiber concept in de praktijk Voedende kabel door straat Ondergrondse aftakmof monteren Huisaansluiting: individuele miniduct tot in de meterkast Blazen van glasvezelkabel Plaatsen van een glasmodem in meterkast Lassen van de vezels (fusielas) Controleren van signaalkwaliteit Activeren van de FTTH aansluiting FTTH technologie

Fiber architecturen (1): Point-to-point 1 op 1 fiberverbinding tussen POP en klant-aansluiting POP FTTH technologie

Fiber architecturen (2): PON point-to-multipoint (PON: passive optical network) optische splitter verdeelt signaal over meerdere eindpunten POP FTTH technologie

PON: shared medium

Point-to-point versus PON PON populair bij telecom bedrijven USA Japan Australië ‘closed business/network model’ Point2Point vooral populair in Europa Skandinavië Nederland, Frankrijk, etc ‘open network model’ FTTH technologie

Bidirectionele data transmissie Single fiber bidirectioneel voor data Verschillende golflengten licht voor up/down 1500nm downlink 1310nm uplink Reden? minder fibers nodig in het veld fiber management kostbaar ruimte in de POP is schaars FTTH technologie

POP fiber management FTTH technologie

Transport van diensten 3 diensten op aansluitnet (triple play) Internet Voice Televisie Diverse manieren om dat te realiseren... bijv: Internet: via data-vezel (IP) Voice: via data-vezel (VoIP) Televisie: via CATV-vezel (overlay netwerk) of via IP FTTH technologie

Agenda 1 Even voorstellen 2 Fiber to the Home – de technologie 3 Breedbandige dienstverlening over FTTH netwerken 4 Discussie! 25 Agenda 25

Dual play, Triple play, Multi play Discussie / Quizzz Dual play, Triple play, Multi play IP all the way! Maar wat moet de klant er mee? Breedband diensten

Breedbandige dienstverlening over FTTH netwerken Internet toegang Unicast IP (Duh…) Televisie Unicast voor video-on-demand Multicast voor broadcast televisie (de ‘standaard’ 50 kanalen) Telefonie SIP voor signalering, RTP voor transport Breedband diensten

Breedbandige dienstverlening over FTTH netwerken Maarre, hoe komt al die content nu bij die eind gebruiker? Stukje netwerk architectuur… Breedband diensten

Netwerk Architectuur – Drie lagen model Access Veel individuele aansluitingen Focus op fysieke aggregatie van verbindingen Security Distributie Verbindingen naar access laag Focus op logische aggregatie van verbindingen Route summarization Core Verbindingen tussen en naar distributie laag Focus op verkeers volume Individuele verbinding moeilijk te identificeren Breedband diensten

Netwerk Architectuur – Drie lagen model Service provider 1 Service provider 2 core MPLS Core (landelijk) metro access

Het hoe, wat en waarom van Huidige breedband netwerken Discussie / Quizzz Het hoe, wat en waarom van Huidige breedband netwerken Protocollen? Snelheden? Mogelijkheden? Beperkingen? Breedband diensten

Netwerk Architectuur – Ethernet als uniforme Laag-2 Leased line ATM Frame Relay Ethernet X.25 PPP Packet over Sonet (POS) SONET STM-1, 4, 16 SDH Breedband diensten

Netwerk structuur – Domein scheiding Access Distributie / Core Core ISP 1 CPE WWW backbone ISP 2 ISP 3 PSTN/ISDN eindgebruiker domein Exploitant domein service provider domein

Netwerk Architectuur – Connectie model Hoe komt de IP verbinding tussen eind-gebruiker en netwerk tot stand? Point-to-Point Protocol (PPP) IP over PPP over Ethernet PPP sessie van modem tot in distributie apparatuur IP adres uitgifte in PPP sessie setup via RADIUS ‘connection oriented’ Ethernet Bridging “DHCP model” IP over Ethernet IP adres uitgifte via DHCP ‘connection less’ Breedband diensten

Netwerk Architectuur – MPLS VPN Ethernet Bridging MPLS VPN VPN SP 1 VPN ISP 1 Distributie / Core apparatuur ISP 1 CPE VPN ISP 2 VPN SP 2 ISP 2 backbone ISP 3 VPN SP 3 VPN ISP 3 City PoP eindgebruiker domein Exploitant domein service provider domein

Netwerk Architectuur – Core Netwerk MPLS (Multi Protocol Label Switching) Support voor VPNs Traffic Engineering (alleen in heel grote netwerken) Ethernet transport over MPLS IP Routing IGP Om ‘next-hop’ routing informatie te distribueren OSPF of ISIS M-BGP Om IPv4 prefixes te distribueren Breedband diensten

Netwerk Architectuur – Toenemende complexiteit Triple play Dual play Single play Multiplay Breedband diensten

Hoezo Quality of Service? Discussie / Quizzz Hoezo Quality of Service? Hoezo Security? Breedband diensten

Netwerk Architectuur – Quality of Service QoS alleen relevant als er congestie kan optreden Lange tijd niet nodig geweest in breedband netwerken QoS bestond uit het upgraden van verbindingen waar nodig Multi-play diensten “via het zelfde touwtje” Voice moet beschermd worden Video moet voldoende bandbreedte krijgen Video en Voice moeten beschermd tegen Internet verkeer (met name P2P)  Beperkte bandbreedte dus QoS noodzakelijk Breedband diensten

QoS parameters upstream Netwerk Architectuur – Quality of Service QoS parameters op ingaand verkeer QoS enforcement downstream verkeer CPE backbone ISP 2 QoS transparant QoS parameters upstream verkeer

Netwerk Architectuur – Security Toegang tot netwerk elementen Toegang tot beheer systemen Diensten platform Iedere dienst is verantwoordelijk voor zijn eigen platform Waar nodig kan het netwerk ondersteunen door b.v. toegang tot het platform niet te provisionen Gebruikers onderling Spoofing filters Protocol filters Breedband diensten

Netwerk Architectuur – Security (DHCP) Spoofing filters Arp filtering Security by obscurity (dat wat niet bereikbaar is, is veilig) CPE backbone ISP 2 Reverse path check Private vlan’s vlan filtering CPE configuratie beveiligen  configuratie forceren vanuit centraal systeem

Waarom staan die ISP’s nu zo vaak bij Kassa en dergelijke? Discussie / Quizzz Netwerk beheer? Waarom staan die ISP’s nu zo vaak bij Kassa en dergelijke? Breedband diensten

Netwerk IT - Beheer MRTG NAGIOS HP Openview Breedband diensten

Netwerk IT - Provisioning We willen graag een “zero touch” , “flow through” provisioning systeem zodat alleen nog “exception management” nodig is… Bullshit of …? Breedband diensten

Netwerk IT – Provisioning Het succesvol opereren van een service provider netwerk staat of valt met correcte informatie: Orders Aansluitingen Automatisering is de sleutel, alle handmatige acties vergroten de kans op fouten Breedband diensten

Netwerk IT – Systemen

Agenda 1 Even voorstellen 2 Fiber to the Home – de technologie 3 Breedbandige dienstverlening over FTTH netwerken 4 Discussie! 48 Agenda 48

That’s all for now! Vragen? kan ook per email: erik@winitu.com janmartijn@winitu.com irene@winitu.com vragen