Mitcsenkov Attila, Paksy Géza (BME-TMIT) {mitcsenkov paksy}@tmit.bme.hu 2010. 09. 27.



Hasonló dokumentumok
Kép: Sumitomo Electric Lightwave

Smart Strategic Planner

TÁVKÖZLŐ HÁLÓZATOK STRATÉGIAI TERVEZÉSE

A hálózattervezés alapvető ismeretei

KÁBELHÁLÓZATOK FEJLŐDÉSE GRÓF RÓBERT HFC TECHNICS KFT.

Stratégiai Fttx hálózat tervező. Smart Strategic Planner

Szomolányi Tiborné 2009 november. PDF created with pdffactory Pro trial version

Stratégiai Fttx hálózat tervező és költségelemző. Smart Strategic Planner

Megoldási lehetőségek fejlesztést tervező KTV szolgáltatók számára. Jurenka Oszkár

Korszerű technológiák. a szélessávú elérési hálózatok területén. Korsós András. műszaki igazgató. SCI-Network Távközlési és Hálózatintegrációs Rt.

Kiút a káoszból. Térinformatikai alapú, többrétegű hálózat nyilvántartás kialakítása

BMEVIHIM354 Hálózattervezés 4. Hozzáférési hálózatok általános tervezési modellje

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Optikai hozzáférési hálózatok

Kinek milyen szélessáv jut? Valóban a sávszélesség a lényeg? Új generációs hozzáférési technológiák. Balogh Tamás Magyar Telekom

A Távközlés Világnapja 2015 Szélessávú fejlesztések a Digitális Magyarországért Debreceni Győző, projektvezető Győr,

GPON Optikai elérési hálózati fejlesztések a Magyar Telekom hálózatában

Sávszélesség növelés a Magyar Telekom vezetékes access hálózatában. Nagy Tamás Magyar Telekom Budapest, május.

EFFICIENT TOPOLOGY DESIGN METHODS FOR NEXT GENERATION ACCESS NETWORKS. Mitcsenkov Attila Műszaki informatikus M. Sc. Tézisfüzet. Tudományos vezető:

Az optika és a kábeltv versenye a szélessávban. Előadó: Putz József

K+F a Hálózattervezés területén

OPTIKAI HÁLÓZATSZERELÉS - ALAPTANFOLYAM - ELMÉLET

HÍRKÖZLÉSTECHNIKA. 7.ea. Dr.Varga Péter János

A helyhez kötött (vezetékes) internethozzáférési szolgáltatás minőségi célértékei

SZIPorkázó optikai hálózatok telepítési és átadás-átvételi mérései

A helyhez kötött (vezetékes) internethozzáférési szolgáltatás minőségi célértékei

Hálózati lehetőségek a tartalomszolgáltatáshoz

Fénytávközlő rendszerek és alkalmazások

MŰSZAKKIOSZTÁSI PROBLÉMÁK A KÖZÖSSÉGI KÖZLEKEDÉSBEN

Távközlő hálózatok és szolgáltatások IP hálózatok elérése távközlő és kábel-tv hálózatokon

A hálózattervezés alapvető ismeretei

IP alapú távközlési hálózatok

HD-csatornák jövője a távközlési szolgáltató szemszögéből

INFOKOMMUNIKÁCIÓS RENDSZEREK ÉS ALKALMAZÁSOK

Adott: VPN topológia tervezés. Költségmodell: fix szakaszköltség VPN végpontok

Vezetékes gyorsjelentés június

Az EU 2020-as szélessávú fejlesztési célkitűzéseiből fakadó

Vezetékes gyorsjelentés július

Vezetékes gyorsjelentés, június

Egyszerű modellszámítások országos kiterjedésű hálózatra FLEXPLANET alapokon

Új generációs passzív optikai hozzáférési technológiák (FTTx, GPON)

SZIP elektronikusan feldolgozott tervezési és riport dokumentumok

Száguldó versenyautók // Száguldó Gigabitek. Telekommunikációs és információtechnológia Hungaroring + Invitel

A helyhez kötött (vezetékes) internethozzáférési szolgáltatás minőségi célértékei

Híradástechnika I. 7.ea

Távközlő hálózatok és szolgáltatások IP hálózatok elérése távközlő és kábel-tv hálózatokon

Távközlő hálózatok és szolgáltatások IP hálózatok elérése távközlő és kábel-tv hálózatokon

Alapvető FTTH/GPON ismeretek tervezés

A Magyar Telekom FTTx (GPON) fejlesztése

FTTx megoldások válasz a digitális magyarország kihívásra. Sobják Vilmos - MT Vágó István - MT. Budapest,

A HBONE+ projekt kapcsán megjelent új hálózati lehetıségek

Vezetékes gyorsjelentés, április

Vezetékes gyorsjelentés január

SAMPON SLA Adatgyűjtő- és Mérőprogram PON környezetben

Távközlő hálózatok és szolgáltatások IP hálózatok elérése távközlő és kábel-tv hálózatokon

GIGászok harca. (G)PON(t)os hálózatok üzemeltetési és meteorológiai előrejelzések. Kolozs Csaba. EQUICOM Méréstechnikai Kft.

GPON rendszerek bevezetése, alkalmazása a Magyar Telekom hálózatában

IT Factory. Kiss László

FTTX passzív építőelemek

A DREHER hazai ellátási hálózatának optimalizálása

Engedélyesek közös kihívásai a VER üzemirányításában

Üdvözöljük Önöket! Az optikai és rézkábeles hozzáférési hálózatok jövője október 8.

INFOKOMMUNIKÁCIÓS RENDSZEREK ÉS ALKALMAZÁSOK

Dr.Varga Péter János HÍRKÖZLÉSTECHNIKA. 3.ea

Vezetékes gyorsjelentés, január

Egyszerű modellszámítások országos kiterjedésű hálózatra FLEXPLANET alapokon

Vezetékes gyorsjelentés, augusztus

Hálózat hidraulikai modell integrálása a Soproni Vízmű Zrt. térinformatikai rendszerébe

MERRE TART A HFC. Koós Attila Gábor, Veres Zoltán , Balatonalmádi

Hol Szupergyors Internet Program s Hol tart a Szupergyors Internet

6. FÉNYVEZETŐ HÁLÓZATOK

Új módszerek és eszközök infokommunikációs hálózatok forgalmának vizsgálatához

Irányítástechnika fejlődési irányai

Vállalati modellek. Előadásvázlat. dr. Kovács László

Okos megoldások az energiahatékonyságért. Körmöczi Béla, Op#con K). HTE Infokom2014 Kecskemét Október 8-10

HÍRKÖZLÉSTECHNIKA. 7.ea. Dr.Varga Péter János

FTTx megoldások. Szalai Norbert. vezetı hálózati mérnök. SCI-Network Távközlési és Hálózatintegrációs zrt. T.: F.

1. Az internet használata

SAP EAM MRS és LAM megoldásainak gyakorlati bevezetési tapasztalatai

Félreértések elkerülése érdekében kérdezze meg rendszergazdáját, üzemeltetőjét!

Számítógépes hálózatok

VBKTO logisztikai modell bemutatása

1: Bevezetés: Internet, rétegmodell Alapok: aszimptótika, gráfok. HálózatokII, 2007

Passzív optikai hozzáférési hálózatok üzemviteli mérése. Simara Zoltán. ELSINCO Budapest Kft.

Lukovich Gábor Logisztikai rendszerfejlesztő

FIGYELEM! Ez a kérdőív az adatszolgáltatás teljesítésére nem alkalmas, csak tájékoztatóul szolgál!

Optikai Szálmonitorozás PON Hálózatokon

Antenna Hungária Jövőbe mutató WiFi megoldások

Távközlő hálózatok és szolgáltatások IP hálózatok elérése kábel-tv hálózatokon

Dr. Wührl Tibor Ph.D. MsC 01 Ea. IP hálózati hozzáférési technikák

SAMPON SLA Adatgyűjtő- és Mérőprogram PON környezetben

Ellátási lánc optimalizálás P-gráf módszertan alkalmazásával mennyiségi és min ségi paraméterek gyelembevételével

Számítógép hálózatok, osztott rendszerek 2009

jövő internet a magyar telekomnál Dr. Tremmel jános

A TV műsorszolgáltatás jelene, jövője. Putz József

Alternatív zártláncú tartalomtovábbítás értékesítőhelyek számára

Az Invitel Távközlési Zrt. tájékoztatása a lakossági akciók lezárásáról

VIRTUAL NETWORK EMBEDDING VIRTUÁLIS HÁLÓZAT BEÁGYAZÁS

GIGászok harca. Kontroll alatt a WiFi Internet szolgáltatás. Liszkai János. Equicom Kft. Geréby Kúria Lajosmizse, 2018

Lajber Zoltán. Bevezetés

Vezetői információs rendszerek

Átírás:

Mitcsenkov Attila, Paksy Géza (BME-TMIT) {mitcsenkov paksy}@tmit.bme.hu 2010. 09. 27.

Háttér (FTTx/NGA hálózatok) FTTx hálózatok tervezése Hálózattervezés, mint optimalizálási feladat Algoritmikus háttér FTTxDesigner Elért eredmények 2

Háttér (FTTx/NGA hálózatok) Szolgáltatások Piaci trendek Architektúrák Technológiák FTTx hálózatok tervezése Célok Elvárások Munkafolyamat Ma elterjedt megoldások Hálózattervezés, mint optimalizálási feladat Kihívások Modell Költségfüggvény Feltételek Algoritmikus háttér Részfeladatok Bonyolultság Kidolgozott megoldások FTTxDesigner Történet, fejlesztők Keretrendszer moduljai Mintapélda / esettanulmány Elért eredmények Értékelés Alkalmazási lehetőségek Kapcsolatok, együttműködések Tervek mitcsenkov@tmit.bme.hu 2010.02.25. 3

Szolgáltatások Architektúrák Technológiák Piac: előrejelzések, trendek, stb. mitcsenkov@tmit.bme.hu 2010.02.25. 4

Triple Play Hang+video+adat: szolgáltatói szemszögből előny Egy hálózat, egy vezérlés, egy üzemeltetés: alacsonyabb költségek! Enabling technology HDTV, UDTV, 3DTV, VoD: Video on Demand Videoconferencing Interaktív online játékok e-health/commerce/medicine/etc. Sávszélesség igények (előrejelzés) Rövidtávon: 100 Mb/s előfizetőnként Középtávon: 1 Gb/s előfizetőnként FTTH boom az elkövetkező években: Global Industry Analysts Inc.: Világszerte 183.9 millió FTTH/B előfizetés 2015-ig Deutche Telekom: 4 millió háztartás (10%) 2012-ig = 10 milliárd British Telecom / Financial Times 2.5 millió háztartás (10%) 2012-ig = 1.5 milliárd 5

Optikai hozzáférési hálózatok Nagy sávszélesség, megbízhatóság Elérhető árú, egyszerű eszközök Technológiák: Passzív optikai hálózatok (xpon) Aktív optikai hálózatok (AON) Pont-multipont (pl. AETH) Pont-pont / dedikált (P2P) Optika + réz xdsl (ma VDSL, VDSL2, VDSL 2+) CATV / HFC / DOCSIS Architektúrák Beruházás mértéke időtállóság Hálózatfejlesztés ( network evolution ) 6

Célok Elvárások Munkafolyamat Mai gyakorlat 7

Hálózattervezés Stratégiai tervezés: topológia és rendszerterv Kiviteli terv: további finomítás szükséges Költségbecslés Előzetes becslés: megvalósíthatósági tanulmányok Topológia alapján: nagy pontosság! Műszaki-gazdasági elemzés Technológiák, architektúrák összehasonlítása Döntéstámogatás 8

Automatikus / algoritmikus hálózattervezés CAD (Computer Aided Design) Számítógéppel támogatot tervezés GIS (Geographic Information System) Földrajzi adatok alapján Motiváció: Költséget és időt takarítunk meg Matematikai eszközök, optimalitási garanciák Nem helyettesíti, hanem támogatja a tervezőt! 9

Rugalmasság Többféle FTTx rendszerhez Térkép alapján, adott szolgáltatási területhez Meglévő infrastruktúrához igazítva Teljesítmény Nagy méretekben is (10.000 + végpont), sőt ott igazán fontos Közel optimális eredmények Belátható időn belül mitcsenkov@tmit.bme.hu 2010.02.25. 10

Térkép DB Térkép++ DB++ Stratégiai terv Hálózattervezés: kiviteli terv Elemzés, döntéstámogatás Megvalósít hatóság Üzleti elemzés Műszakigazdasági összehasonlítás Finomítás kiviteli tervvé Részletes térkép és bemenő adatok: költséges Technológia-választás A legígéretesebb változat kidolgozása Döntés Felesleges munka és kiadások elkerülése mitcsenkov@tmit.bme.hu 2010.02.25. 11

Tapasztalt szakemberek: kézimunka +Rugalmas, kreatív - Költséges, időigényes folyamat Algoritmikus hálózattervezés +Topológia előállítása, optimalizálása - Költségek túlzott egyszerűsítése ( szálhossz) Üzleti elemzés +Átgondolt, részletes költségmodellek - Geometriai modellek, hiányzó topológia 12

Geometriai modellek Homogén területet feltételez Népsűrűség Úthálózat Infrastruktúra α F F D F F A B C F F F E R F FP1 FP2 subscriber Cable type 1 Cable type 2 Cable type 3 Cable type 4 Cable type 5 n houses in a row l = distance between two houses The central office at the center This serves n 2 customers F F F 13

Kihívások Modell Célfüggvény Feltételek Algoritmikus háttér 14

Hogyan fordítható le a feladat a matematika nyelvére? Modell Költség / célfüggvény Korlátok, feltételek Milyen az optimális, vagy legalábbis jó topológia? Gazdasági szempontok: milyen költségekkel számolhatunk? Szükség van egy pontos és rugalmas modellre Hálózati modell Költségmodell Technológiai kötöttségek kezelése Bonyolultság NP-nehéz Nagy méretű problémák (10.000 + csomópont) mitcsenkov@tmit.bme.hu 2010.02.25. 15

Rugalmas, pontos, paraméterezhető Különféle költségfüggvények Minden szükséges adatot tartalmaz Leendő összeköttetések Távolságok Központ (CO) Előfizetői adatok Berendezés helyek 16

Ezek felderítése meghatározó fontosságú: mire törekszünk egyáltalán? Topológia-függő Pl. kábelhálózat Topológia-független Pl. előfizetői modemek CAPEX Kiépítés költségei OPEX Üzemeltetési, fenntartási költségek mitcsenkov@tmit.bme.hu 2010.02.25. 17

Kábelhálózat Lépcsős, kétszintű Összefüggőségek! Hálózati eszközök Központ Elosztópont Végpont Összefüggés: Több elosztópont kevesebb kábel? Pontos arányok, viszonyok feltérképezése! 18

Hol lehet elosztópont? Tápfesz, hűtés, Hol lehet összeköttetést építeni? Milyen költséggel? Mekkora az áthidalható távolság? Törzshálózat / Elosztóhálózat Erősen technológia-függő Mekkora az elosztópont kapacitása? 19

Kábelhálózatok + hálózati eszközök költségét minimalizáló topológia, amely: Az elvárt szintű szolgáltatást nyújtja minden előfizetőnek Megfelel a kiválasztott technológia képességeinek (hossz- és kapacitáskorlátok) Az adott területhez illeszkedik Ez alapján: vizsgálható a bonyolultsága bizonyos méretekig kiszámítható az optimum 20

Részfeladatok Bonyolultság Kidolgozott megoldások mitcsenkov@tmit.bme.hu 2010.02.25. 21

Csoportok kialakítása Szegmentálási / klaszterezési feladat Specialitás: kötött méretű csoportok Elosztópontok elhelyezése Optimális központi pozíció meghatározása Összeköttetések nyomvonala Lépcsős költségfüggvény Steiner-fa feladat Erős összefüggőség az egyes részfeladatok között! 22

Nehézségek: Komplexitás: minden esetben NP-nehéz Valóságban nagy problémákkal érdemes foglalkozni Város / városrész méretű területek, Nx10.000 végpont Egzakt optimalizálás reménytelen ILP: már párszáz végpont körül eredménytelen Lehetséges megoldások: Relaxáció Adott csoportosítás Rögzített elosztópontok Gyakorlati jelentősége kicsi Approximáció (közelítő módszerek) Érvényes, közel optimális megoldás 23

Közelítő algoritmusok ( heurisztika ) Kompromisszum: pontosság vs. gyorsaság Nagy pontosságú közelítés Offline probléma nem sürgős Korlát: 10-100.000 pont között is működőképes Specializált eljárások az egyes technológiákhoz No-free-lunch theorem Pontos közelítés érdekében specializálni kell Eltérő hangsúlyok (költségek, korlátok) Dekompozíció Részfeladatok mentén 24

Részfeladatok megoldása Összefüggések kezelése Mindig tekintettel lenni a következő lépcsőkre Klaszterezési feladat Elosztópontok Splitter Switch DSLAM Megfelelő élek kiépítése Költség-minimum Csoportosítás Összeköttetések 25

Költségek: Kábelhálózat magas Elosztópont alacsonyabb Korlátok: 20 km nem éles korlát Fő cél: optimális csoportosítás Megoldás: Megosztott kábelszakaszok maximalizálása Feszítőfa alapú csoportképzés Kész topológia: tipikusan fa 26

mitcsenkov@tmit.bme.hu 27 2010.02.25.

Költségek: Elosztópont + működtetése drága Kábelhálózat szintén Korlátok: 20+3 km megengedő Fő cél: Minimális elosztópont Optimális csoportosítás Átfedések nélkül Közeli elosztó Megoldás: iteratív, bottom-up klaszterezési eljárás megfelelő csoportméret elérése nem átfedő területek 28

Költségek: DSLAM + üzemeltetés: drága Réz: szinte ingyen Korlátok: 300/800 m éles rézhálózati korlát Cél: minél kevesebb DSLAM használata Megoldás: Mohó algoritmus Kritikus végpontok prioritása Top-down clustering 29

Költségek: Kábelhálózat drága Különösen a belépési költség Cél: Kábelezési munka minimalizálása Megoldás: Steiner-fa feladat Distance Network Heuristic (DNH): Gráf-transzformációk + minimális súlyú feszítőfa 30

Történet Fejlesztők Keretrendszer moduljai Mintapélda / esettanulmány 31

Eredeti cél: beruházási költségbecslés (2008) Résztvevők: Paksy Géza (2008-) Mitcsenkov Attila (2008-) Farkas Dávid (2009-2010) Katzenberger Péter (2009-) Steierlein Márton (2009) Bakos Péter (2009-) Rapp Alajos (2010-) Köles Gergely (2010-) 32

Gazdasági elemzés CapEx számítások Business Case Analysis Legígéretesebb technológia kiválasztása Topológia-optimalizálás Csoportosítás Elosztópontok helye Összeköttetések Hálózati modell felépítés Gráf Élek, típusok és költségek Földrajzi + infrastruktúra adatok Digitális térkép Meglévő hálózati infrastruktúra 33

Térkép & infrastruktúra Előfizetők Topológia mitcsenkov@tmit.bme.hu 2010.02.25. 34

Sashegy, Budapest XI/XII. kerület Egy helyi központ területe 5 km2 / 4500 előfizető 35

Inhomogén terület Családi, társas és bérházak Meglévő infrastruktúra Rézhálózat Részben meglévő alépítmények Különböző kábelezési technológiák Légkábelek Új földkábelek Meglévő alépítmény 36

Térkép, úthálózat és infrastruktúra 82 km úthálózat 60 km meglévő infrastruktúra 2 km új légkábel 20 km új földkábel 35 km bekötő szakasz Gráf: 8000 pont 8500 él 37

Előfizetői adatbázis 4239 háztartás, 1079 épület Gráf: 10 300 pont 10 424 él 38

Technológiai, fizikai specifikációk (korlátok) Költség adatok (célfüggvény) 2 perc számítási idő Topológia Rendszerterv Elosztópontok helye 39

40

Topológia-információk, hálózati jellemzők Rendszerterv Berendezések helye Szál, kábel és berendezés igény Business Case Analysis CAPEX, OPEX, Cash Flow, Payback, etc. Műszaki-gazdasági elemzés, összehasonlítás GPON, Active Ethernet, VDSL, Point-to-Point Ethernet Tetszőleges metrika alkalmazása lehetséges Széles körű topológia-adatokra támaszkodva A hálózat üzemeltető igényei alapján 41

Million EUR CAPEX 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Equipments Cable plant P2P GPON AETH VDSL 42

Pont-pont Ethernet GPON mitcsenkov@tmit.bme.hu 2010.02.25. 43

EUR / household EUR / household 800 1 000,00 700 600 500 900,00 800,00 700,00 600,00 400 500,00 300 200 100 400,00 300,00 200,00 100,00 0 0,00 5 000 800 300 5 000 800 300 Household / km2 Household / km2 VDSL25 VDSL50 GPON50 GPON100 VDSL: 25 Mb/s vs. 50 Mb/s GPON: 50 Mb/s vs. 100 Mb/s 44

Értékelés Alkalmazási lehetőségek Kapcsolatok, együttműködések Tervek 45

Közelítő algoritmusok, kettős elvárás: Pontosság Gyorsaság Pontosság Nagy méretekben nehezen vizsgálható Lineáris programozás + trükkök: alsó becslés 10-15% eltérésen belül kisebb példák esetén Gyorsaság 10.000 + előfizető esetén 5-20 perc között 46

Gyakorlati alkalmazásokban használható Gyors Pontos Hálózattervezés Költség-becslés Üzleti elemzés Technológiák, architektúrák összehasonlítása 47

Látótér bővítése Új technológiák (pl. WDM PON) Gazdasági elemzés Időben változó paraméterek OPEX elemzés Térképi adatok kezelése GIS data interface, pl. OpenStreetMap Illesztés nyilvántartó rendszerekhez Pl. GE SmallWorld Algoritmikus fejlesztések Gyorsabb Pontosabb Rugalmasabb Értékelés és tapasztalatok Átfogó tesztek, esettanulmányok 48

Kutatási együttműködések KTH Stockholm IBBT Gent AGH Krakkó Ipari partnerek Magyar Telekom NETvisor GE SmallWorld Ericsson SE 49

Háttér (FTTx/NGA hálózatok) Szolgáltatások Piaci trendek Architektúrák Technológiák FTTx hálózatok tervezése Célok Elvárások Munkafolyamat Ma elterjedt megoldások Hálózattervezés, mint optimalizálási feladat Kihívások Modell Költségfüggvény Feltételek Algoritmikus háttér Részfeladatok Bonyolultság Kidolgozott megoldások FTTxDesigner Történet, fejlesztők Keretrendszer moduljai Mintapélda / esettanulmány Elért eredmények Értékelés Alkalmazási lehetőségek Kapcsolatok, együttműködések Tervek mitcsenkov@tmit.bme.hu 2010.02.25. 50

Kapcsolat: Mitcsenkov Attila BME TMIT mitcsenkov@tmit.bme.hu IE.327a 51