TTMER9 - G-PON - Gigabites Passzív Optikai Hálózatok


 

GIGABITES

PASSZÍV OPTIKAI

HÁLÓZATOK

(Figyelem! Az anyag még fejlesztés alatt áll)

 

VOL 2 - 2010.01.11

Készült:

A Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
Távközlési laboratóriumában.
2010 január

Összeállította:

Horváth György, tanszéki mérnök
Tel.: 18-65
MAIL: horvaath@alpha.tmit.bme.hu

Laborvezető:

Kovács Pál, tanszéki mérnök
Tel.: 38-90
MAIL: kovacs@alpha.tmit.bme.hu

Tartalomjegyzék

1. A segédlet használatáról

2. A G-PON rendszertechnikája

2.1 Az ITU-T G.984.1 ajánlás szerinti referenciamodell

2.2 A G-PON interfész jellemzői

2.2.1 G-PON interfész funkciók

2.2.2 Leirányú keretszerkezet

2.2.3 Felirányú keretszerkezet

2.2.4 Multiplex séma

2.3 A G-PON előfizető oldali végződései (ONU/ONT)

2.4 A Passzív Optikai Hálózat (PON)

2.4.1 Sin topológia

2.4.2 Fa topológia

2.4.3 Splitterek

2.4.4 PON jellemzők

2.5 A G-PON OLT

2.6 Hálózat menedzsment

3. A labor G-PON alapú hozzférési hálózata

3.1 A G-PON alhálózat

3.2 A G-PON mintahálózat berendezései

3.2.1 Siemens hiX5750 G-PON OLT berendezés

3.2.2 Siemens EM PX hálózatmenedzser

3.2.3 Camelot a VLC video szerver és Asterisk PBX

3.2.4 CIG G25-E G-PON ONT

3.2.5 AmiNET124 Set-Top-Box

4. Triple-Play a mintahálózaton

4.1 Gyors Internet szolgáltatás

4.1.1 VLAN interfészek létrehozása

4.1.1.1 Szerver oldal

4.1.1.2 OLT oldal

4.1.1.3 ONT oldal

4.1.2 Dinamikus címkiosztás

4.1.3 NAT

4.1.4 ip_forward=yes

4.2 Telefon szolgáltatás

4.2.1 Asterisk PBX

4.2.2 VoIP OLT oldal

4.2.3 ONT oldali SIP konfiguráció

4.3 Televízió szolgáltatás

4.3.1 Multicast

4.3.2 VLC szerver

4.3.3 OLT multicast konfigurációja

4.3.4 ONT oldali multicast konfiguráció

4.3.5 Set Top Box

4.3.5.1 STB parancssor vezérlés (CLI)

4.3.5.2 A csatorna lista

4.3.5.3 WEB-es felület

5. Összegzés

6. Ellenőrző kérdések

7. Mérési feladatok


1. A segédlet használatáról

  Az alábbi segédlet a Villamosmérnöki szak Infokommunikációs szakirány-laboratóriumainak "G-PON - Gigabites Passzív Optikai Hálózatok" (TTMER9) című méréséhez készült. Elsődleges feladata hogy megismertesse a hallgatókat a laboratórium G-PON hálózatának felépítésével, és működtetésével a mérési utasításban (http://alpha.tmit.bme.hu/labor/ttmer9/ttmer9u.rtf) megadott feladatsor végrehajtásán keresztül, amely egy minimális 3Play szolgáltatást hivatott kiépíteni az előfizetői oldal számára.

Feltételezzük az olvasóról, hogy rendelkezik az IBM-PC típusú személyi számítógépek, hagyományos távbeszélő készülékek, és az LCD televíziók használatához szükséges gyakorlattal, valamint rendelkezik számítógéphálózatos alapismeretekkel. Az TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol, RFC1180) alapú távközlési ismeretek megléte is ajánlott.

A teljesebb rálátás eléréséhez ugyancsak előnyös az alábbi mérések megelőzően történő elvégzése:

  1. TTMER22: IP telefónia:
  2. TTMER12: Hangkódolási eljárások vizsgálata
  3. TTMER13: Képkódolási eljárások vizsgálata
  4. TTMER25: Adatátvitel hozzáférési hálózaton (ADSL2, ADSL2+)

Jelen anyag az alábbi témakörökben nyújt eligazítást:

 


2. A G-PON rendszertechnikája

A új generációs hozzáférési hálózatok reprezentáns tagja a G-PON, amely egyetlen - passzív optikai osztókkal terített - optikai szálon nyújt igen nagy sebességű - Gigabites hálózati hozzáférést, tipikusan TriplePlay szolgáltatások hordozására (gyors internet elérés, telefónia, és televíziózás).

A G-PON az üvegszálas terítés (FTTx) módozatainak jó részében optimális megoldást nyújthat.

FTTxFiber To The xÜvegszál hozzávezetés a
FTTP: Premises - Felhasználó közvetlen közelébe
FTTH: Home - Felhasználó otthonába
FTTB: Building - Épületbe, irodába
FTTC: Curb - Utcai elosztó vagy alépítményhez
FTTN: Neighborhood- A fentiek közelébe

2.1 Az ITU-T G.984.1 ajánlás szerinti referenciamodell:

:


(Az ADSL referenciamodellel ellentétben, itt a leirány jobbról balra értendő)

2.2 A G-PON interfész jellemzői

A G-PON rendszer interfész eljárásainak zöme centralizáltan az OLT-ben helyezkednek el, és az ONT-k ennek kihosszabbított végződései csupán.

Az OLT folyamatosan adja a struktúrált és meglehetősen összetett - majd negyven kByte-os kereteit, melyben egyúttal közli a egyes ONT-kel hogy az időtengely mentén mikor, és mennyi időre adhatnak a felfelé menő irányba a többiek zavarása nélkül.

Az interfész fontosabb jellemzőit az alábbi táblázatban foglaltuk össze:

Jellemző Felfelé (Upstream) Lefelé (Downstream)
Ajánlás ITU-T G.984.x
Hullámhossz 1310 nm 1490 nm
Hullámhossz az RF/Video WDM-nek 1550 nm
Bitsebesség* 1244.16 Mbps 2488.32 Mbps
Vonali kód Sima NRZ, MSB jön előbb
Keretezés Ethernet szerű burst-ös GTCSDH szerű folyamatos, 125 us keretidő
Kábelezés Egyetlen, kétirányban hasznosított, osztókkal terített
mono módusú optikai szál (9/125um Single Mode fiber)
Max. kábelhossz 10..20 km fizikai, 60 km elvi
Max. késleltetés 1.5 msec
Optikai Osztás tipikusan 64, max. 128 (elvi határ: 253)

* A szabvány megenged más - raszterben levő - rátát is, pl. 622.08 Mbps up

2.2.1 G-PON Interfész funkciók

Az alábbi ábra a G-PON interfészfunkciók rétegmodell szerkezetét mutatja.

2.2.2 Leirányú keretszerkezet

A lefelé menő forgalom keretszerkezetét az ITU-T G.984.3 ajánlás rögzíti, és az alábbi ábrán látható.

2.2.3 Felirányú keretszerkezet

A felmenő keretek ugyanúgy 125 uSec hosszúak mint a lemenő, és az OLT pakoltatja tele az ONU-k felmenő ági forgalmával az USBWmap bejegyzéseiben megadott kiosztásban.

A felmenő (UpStream, US) irányba adott keret (T-CONT, Transmission Container) az alábbi ábrán látható. Megjelöltük az OLT USBWmap-je által kijelölt kezdőpontokat (SStart) is, ahonnan az ONU-k számára a közeghozzáférés biztosított. Példánkban "ONT A" két Alloc Id-re is kapott konténert (T-CONT), melyet egy lézer fel-lekapcsolással fed le.

2.2.4 Multiplex séma

A GPON rendkívül flexibilis és egzotikus multiplexálási sémát nyújthat nem csak a hozzáférési hálózat végberendezései, de az örökölt régebbi berendezések számára is.

Ezek az alábbi ábrán követhetők nyomon:

Add-Drop Multiplexerként (ADM) az 1. sz. ONU biztosíthat:
- 25 Mbps rezes ATM csatlakozási pontot (ATM T-CONT)
- 155 Mbps optikai ATM végződést
- 10/100/1000 Mbps Ethernetet (GEM T-CONT)
- 2 Mbps E1 interfészt alközpontok számára
- 155 Mbps TUG/VC-12 SDH végződést nagyobb központok számára

A hármas ONU például natív GEM porton ráhordhat egy nagyobb berendezés TDM backplane-jére.

A 2. ONU lehetne a mérésben is szereplő ONT, amely VoIP, IPTV és Internet forgalmat multiplexál.

2.3 A G-PON előfizető oldali végződései (ONU/ONT)

A G-PON előfizetői oldalát lezáró berendezések típusait az alábbi táblázatban foglaltuk össze:

  SFU
Single Family Unit
Egyszeri felhasználók
SBU/MTU
Small Business/Multi-Tenant Unit
Kis cégek/Társasházak
MDU
Multi-Dwelling Unit
Többlakásos terítés
ONU ----- E1
ATM
ADSL2+
VDSL2
Gigabit Ethernet
ONT 10/100 Ethernet
POTS
POTS/ISDN BRI
Gigabit Ethernet
POTS
10/100 Ethernet
RF overlay

Az optikai hálózati terminálok (ONT) felhasználói interfészeire (UNI) fogyasztásra kész szolgáltatást nyújtó végberendezések kapcsolhatóak, mint például a hagyományos távbeszélő készülék (POTS-os telefon).

Ehhez az eszközben benne kell hogy legyenek az adaptációs funkciókat (AF) megvalósító elemek is. VoIP jelfeldolgozó, és SLIC (Subscriber Line Interface Circuit) teszi lehetővé a telefon csatlakozását, míg egy kis beépített kapcsoló gondoskodhat a VLAN szerinti forgalomszétosztásról, és az eszközök zöme által VLAN tag-ek nélkül feldolgozható keretek továbbításáról.

Az optikai hálózati egység (ONU) csak köztes hálózatépítő elem, amelyet egy másik építőelem pl DSLAM zár le a felhasználó felől.
Az ONU UNI-ja tehát a T referenciaponton a másik berendezés SNI-je a V referenciaponton.

A mérésben is szereplő G25-5 típusú tipikus SFU-ONT kívülről -

 

- és annak felépítése belülről. . . (blokkvázlat)

A ONT magját egy Broadlight SoC (System on Chip) képezi, amely a GPON ONT interfészfunkcióit valósítja meg egy Delta gyártmányú OSA (Optical Sub Assembly) segítségével.

A GEM portok GMII-es interfészen illeszkednek a Marvell gyártmányú ethernet kapcsoló chiphez, amely VLAN szerinti demultiplexálásra is képes.

A hagyományos telefonok kezelését egy VoIP DSP, és SLIC (Subscriber Line Interface Circuit) végzi.

A chipen lévő processzoron tipikusan Linux futhat. Itt történik az egység menedzsmentje - OAM üzenetek küldése/fogadása, és a vezérlés. A boot-olás FLASH memóriából történik.

2.4 A Passzív Optikai Hálózat (PON)

A passzív optikai hálózatok költséghatékony megoldást nyújtanak a hozzáférési hálózatok nagysebességű, számos nagy távolságban lévő pontra kiterjedő megvalósítására.

A monomódusú üvegszálas (Single-Mode, SM fiber) végződések passzív optikai osztókon keresztül szaporíthatóak a jelek adott veszteség melletti elosztásával.

Két gyakoribb PON topológiát alkalmaznak:

2.4.1 Sín topológia

A régi buszrendszerű kábeltévé topológiához hasonlóan, itt egy gerincvezetékről ágaztatunk le 10..16 dB körüli csillapítás mellett optikai jelet az előfizetői végberendezéshez.

2.4.2 Fa topológia

Az osztásarány itt szimmetrikusan elosztott, és a nagyjából egyforma távolságra levő következő pontig vezetik a szálat, ahol vagy berendezés, vagy újabb osztó helyezkedik el.

A sín és fa topológiákat kombinálva rugalmas fedettség érhető el családi és/vagy társasházas környezetben is.

2.4.3 Splitterek

A gyakorlatban a fenti ábrán látható FBT (Fused Biconical Taper - összeolvasztott kettőskúp) elosztót alkalmazzák a leggyakrabban.

A csatolást (csillapítás, osztásarány) az összeolvasztás mértéke (x), és az közös rész hossza (z) határozza meg.

2.4.4 PON jellemzők

2.5 A G-PON OLT

Az OLT (Optical Line Termination) berendezés három fő részből áll, ahogy az az ITU-T G.984.3 ajánlásban is látható:

  1. PON Core Shell - G-PON blokk, amely az ODN és TC interfész funkciókat valósítja meg
  2. Cross-Connect - kapcsolómező.
  3. Service shell - a különféle szolgáltatok beillesztését végzi

Az OLT egy megvalósítását a Siemens hiX5750 G-PON OLT berendezés blokkvázlatán vizsgálhatjuk meg.

  1. IU_GPON - Interface-Unit with G-PON interfaces, G-PON interfész kártyák
  2. CXU A és B - Central Switch Fabric Unit, melegtartalékolt kapcsoló és központi egység, nagysebességű hálózati interfészekkel a szolgáltatók felé.
  3. Riasztás, redundáns tápellátás, hűtés

2.6 Hálózat menedzsment

Napjaink berendezéseit, így az OLT-t is tipikusan háromféle módon lehet menedzselni:

  1. SNMP - Simple Network Management Protocol (RFC1157), a legelterjedtebb hálózatirányítási protokol.
    A menedzser munkaállomásról egy szabványos menedzsment információs adatbázis (MIB, RFC1155), és egy - az adott berendezésre/gyártóra jellemző MIB (Private Enterprice MIB) alapján végzik a beállításokat, míg a berendezés a riasztásokat, vagy egyéb eseményeket egy centralizált helyre küldi SNP Trap csomagok formájában (interface status up/down, overheating, fan failure, stb...).
  2. CLI -Command Line Interface, parancssorvezérlés soros vonali terminál, TELNET, vagy SSH segítségével. A parancsok berendezés és gyártófüggőek.
  3. WEB -A berendezésen futó HTTP szerverre érkező postázott formok alapján történik a beállítás, és generált lapokkal az állapot megjelenítése.
    az űrlapok és megjelenítés formátuma berendezés és gyártófüggő.

Az ONT-k menedzsmentje az OLT-n keresztül történik, mintha az OLT kiterjesztett nyúlványai lennének.


3. A labor G-PON alapú hozzáférési hálózata

3.1 Távközlési mintahálózat G-PON alhálózata

A mintahálózat G-PON (Gigabit-capable Passive Optical Network - Gigabites Passzív Optikai Hálózat) alhálózatának vázlata:

A G-PON mintahálózat építőelemei

3.2 A G-PON mintahálózat berendezései

A hálózat berendezései a B.212 laborban helyezkednek el, a szolgáltatói oldalon a 19 collos toronyban, míg az előfizetői oldal a hallgatói laborasztalokon.

3.2.1 Siemens hiX5750 G-PON OLT berendezés

Az alábbi ábrán legalul a toronyba szerelve látható a rendszer lelke - a Siemens gyártmányú hiX5750 G-PON OLT berendezés.

A CXU soros vonali "Console Link" feliratú csatlakozója a torony tetején levő Camelot nevű gép soros portjára (com1, /dev/ttyS0) csatlakozik. A soros vonali paraméterek: 38400,8,N,1.

Az ethernet port az egyetemi hálózatra csatlakozik (

A CLI (Command Line Interface) a mincom soros terminál emulátor segítségével történik. A root login név és a mérésvezető által közölt jelszó megadása után megjelenik a parancsértelmező promptja. Minicomból történő kilépés: CTRL+A és utána Z majd Q.

SWITCH login: root
Password:
SWITCH> en
SWITCH# conf term
SWITCH(config)#
SWITCH(config)#
SWITCH(config)#

A parancssorbeli kezelői felület angol nyelvű leírása:
OLT_hix5750_Command_Line_Interface.pdf

A CXU Gigabites portjai közül az egyik (rézkábeles adóvevővel ellátott SFP aljzat) a Camelot nevű gép második ethernet portjára csatlakozik. Ezen az interfészen megy át a Cameloton implementált 3Play szolgáltatás VLAN-jainak tag-elt forgalma az OLT felé.

A szolgáltatások más forrásból is táplálkozhatnak, mint pl. az OLT felett elhelyezett kapcsoló+szerver páros.

Az IU_GPON kártya első optikai interfésze az egy szinttel feljebb lévő optikai elosztóra csatlakozik (ODN, ATL gyártmányú splitter), amely a laborokban levő ONT-ket látja el.

A 48 voltos tápegység (itt nincs redundancia) a torony alján helyezkedik el.

3.2.2 Siemens EM PX hálózatmenedzser

A CXU "Console Link" feliratú Ethernet portja az egyetemi hálózatra csatlakozik. IP címe és neve: ndev10.tmit.bme.hu, 152.66.246.210.
Az ACI-LCT (Access-Integrator Local Craft Terminal) szoftver elvileg bármely gépen futtatható. Itt a torony tetején elhelyezett pleaides nevű gépen fut, amely VNC-vel elérhető.

LCT konfigurációban a menedzser kliens (Element Manager, EM PX 2.0) és szerver ugyanezen a gépen fut. SNMP TRATP host-nak is ezt kell megadni.

  Az EM PX kliens indítása után egy farendszert prezentáló grafikus felhasználói felületet kapunk, ahol a hálózati elemek tulajdonságait külön lapokon lehet beállítani. A konfigurációs lapokhoz a kijelölt berendezésen jobb egérgomb, és "Equipment Configuration" segítségével lehet eljutni.

Az OLT berendezés rendszerbe helyezése, tesztelése/kezelése az EM PX segítségével az alábbi kezelési útmutatóban található:
OLT_hix5750_Installation.pdf

3.2.3 Camelot a VLC video szerver és Asterisk PBX

A szerver platform egy ASUS P5B Deluxe alaplap köré épült. Technikai adatai az alábbiak:

Komponens Jellemző
AlaplapASUS P5B Deluxe
-- LapkakészletIntel P965, ICH8R, 1066/800/533 MHz FSB
-- Perifériák8xUSB 2.0,
1x Soros RS232 port (/dev/ttyS0),
2x 1394a FireWire,
AD1988B 8 Csat. HD Audio
-- LANMarvell 88E8001 PCI Gigabit Ethernet (eth1)
Marvell 88E8056 PCI-Express Gigabit Ethernet (eth0)
-- HDCIntel 6 xSATA 3 Gb/s port a déli hídon,
JMicronR JMB363 PATA és SATA vezérlő 1xUDMA 133, 2xSATA RAID
(1x külső és 1x belső)
-- Bővítőhelyek1x PCIe x16 (kék),
1x PCIe x4 (x16-os fekete foglalat),
1x PCIe x1,
3 x PCI
CPUIntel Core2, 2.13 GHz,
Memória1 Gbyte
MerevlemezSAMSUNG SP25ö4C, 250 GByte, (/dev/sda)
- /dev/sda1 - root filerendszer (/)
- /dev/sda3 - videotár (/opt/video)

 

A szerver operációs rendszere Debian GNU Linux 2.6.26-os kernellel. A számítógép kiépítettség tekintetében lényegesen nem különbözik a labor PC-ktől.

A video broadcastot a nyílt forráskódú VideoLAN VLC szerverei szolgáltatják. Bőséges és színvonalas dokumentáció található a VideoLAN WiKi oldalain.

A szerveren tárolt videotartalom műholdról (DVB-S) rögzített MPEG-2-es transzport folyamok (TS) sokasága. Camelot itt Playout szerverként egyszerre mind tartalom, mind pedig folyam szolgáltatói funkciót lát el a DVB-IP (IP-TV, ETSI TS 102 034) referenciamodellben.

A szintén nyílt forráskódú Asterix PBX szerver nyújt VoIP szolgáltatást az ONT számára. A részletes dokumentáció megtalálható a Asterisk dokumentációs oldalon.

Az AMINO STB WEB alapú middleware-ének szerver oldali támogatását az Apache szerver segítségével oldottuk meg. Bőséges leírás található róla az Apache dokumentációs oldalain.

 

3.2.4 CIG G25-E G-PON ONT

Az alábbi ábrán jobbra alul az asztalra helyezve látható az CIG (Cambridge Industries Group) gyártmányú G25-A típusú ONT.
A mérésben a jóval kompaktabb, és újabb G25-E típust használjuk.

Az angol nyelvű segédlete a rendszerbehelyezéshez:
ONT_G25E_Installation.pdf

Mielőtt a szolgáltatások meglétét ellenőriznénk, az ONT-t aktiválnia kell az OLT-nek.
- EM alatt IUGPON/GPON Port #1/ONT fül/Unknown ONT's link, lista az ismeretlen ONT-kel
- Sorozatszám alapján kiválasztani
- Copy to create gomb
- Create linkre bökni, típust kiválasztani, ID-t adni, stb. . . végül OK
a többi paraméterbeállítást (forgalmi osztályok, VLAN. . .) a mérési utasítás tartalmazza.

3.2.5 AmiNET124 Set-Top-Box

Az előző ábrán alul - középen az asztalra helyezve látható az Amino gyártmányú AminNET124 IPTV STB.
Funkciója hasonló a műholdvevő beltéri egységekéhez. Esetleges előfizetői kártya kezelése (CAM, Conditional Access Module) mellett a kiválasztott műsort/tartalmat hordozó adatfolyam esetleges desifírozás váltott kulcs alapján, video/audio dekódolás, és video/AF/RF kimeneteken történő megjelenítése.

A szerény képességű eszköz szabvány MPEG-2-es kódolású videotartalom vételére alkalmas, mind unicast, mint pedig multicast transzport felhasználásával.
A kezelői felületet az ANT "Fresco" WEB böngészőjére épülő middleware biztosítja.

A csatornalista összeáll1ításakor speciális URL-ek megadásával választhatunk a stream-ek közül, pl.:

A mérés során az eszköz konfigurálása kétféleképpen is történik:

  1. a szolgáltatói oldalról (Camelot) konfigurációs fileok átvitelével
    - telnet
    - wget
  2. a felhasználói oldalról IR billentyűzettel
    - az angol nyelvű segédlet alapján


A készülék használata nagyban hasonlít az otthoni szórakoztató elektronikai eszközökéhez. A beüzemelést segítheti az angol nyelvű kezelési útmutató:
STB_AmiNET124_User_Guide.pdf


4. Triple-Play a mintahálózaton

Tekintve a rendszer bonyolultsági fokát, minimális szolgáltatási kört kívántunk kiépíteni a mintahálózaton, az alábbi ábra szerint.

A szolgáltatások zöme egyetlen platformon került megvalósításra, a Linux alapú "Camelot" nevű számítógépen. Ennek egyik gigabites portja az OLT CXU-ra, míg a másik portja az egyetemi hálózatra van kötve.

A GPON hálózaton a gyors internet elérést NAT-olt VLAN-okon biztosítjuk. A 4.1-es fejezetben részletesen ismertetjük ennek kiépítését a VLAN-ok létrehozásától, az iptables eszköz használata, és az ONU-k konfigurációján át a tesztelésig.

A felhasználó számára a hagyományos telefon szolgáltatást eléggé összetett módon nyújtja. A szolgáltatói oldalon SIP (Session Initiating Protocol, RFC3261) alapú VoIP szolgáltatást kell biztosítani az ONT-k számára, amit Asterisk PBX-el oldunk meg. Az ONT-k a konverziót 2.3-as pont alatt ismertetett blokkvázlaton látható módon (DSP+SLIC) oldják meg.

A 4.2-es fejezet ismerteti az Asterisk telepítését, és konfigurálását a fenti cél eléréséhez.

Az IP televíziózás meglehetősen bonyolult, és nehezen kiépíthető szolgáltatás, ha valóban teljes körű ellátást kívánunk megcélozni, EPG-vel (Electronic Program Guide, elektronikus műsorújság), többnyelvű feliratozással, VOD-al (Video On Demand), stb. . .

A minimális célunk a TV szolgáltatás kiépítése Playout szerverrel, amely néhány csatornán előre megadott filmeket játszik végtelenítve (loop). A 4.3 fejezet a VLC telepítését, és streaming szerverként történő alkalmazását mutatja be.

4.1 Gyors Internet szolgáltatás

4.1.1 VLAN interfészek létrehozása

4.1.1.1 Szerver oldal

Első lépésként három VLAN (Virtual Local Area Network, IEEE 802.1Q-2005 wiki) interfészt hozunk létre a három szolgáltatás multiplex átviteléhez. Ez a szolgáltatói oldalon, és az átviteli úton mindenütt tag-elt VLAN-t jelent, míg az UNI untagged lesz, ugyanis a felhasználói eszközök túlnyomó többsége nem támogatja a címkézést.

A vlan programcsomag vconfig eszközét használjuk. (apt-get install vlan, ha még nincs telepítve)

#!/bin/sh
# - Create HS Internet interface - VLAN 100
vconfig add eth0 100
# - Create VoIp interface - VLAN 101
vconfig add eth0 101
# - Create ipTV interface - VLAN 102
vconfig add eth0 102

A fenti példa létrehozza a másik két szolgáltatás VLAN interfészét is. Az ifconfig -a parancs segítségével ellenőrizhető az eth0.100, eth0.101, illetve eth0.102 meglétét.

Habár a Linux kernel támogatja a QOS-t (Quality Of Service), forgalmi osztályokat itt nem hozunk létre, hiszen a gigabites interfészek elegendő sávszélességet biztosítanak a szolgáltatói oldalon.

Az így létrehozott VLAN interfészhez most már rendelhetünk IP címeket, és egyéb interfész paramétereket is beállíthatunk. Az alábbi példa mindhárom szolgáltatás VLAN interfészét beállítja, és üzemi állapotba (up) hozza:

#!/bin/sh
# - Configure and bring up HS Internet interface on VLAN 10ö
ifconfig eth0.100 10.0.0.1 broadcast 10.0.0.255 netmask 255.255.255.0 up
# - Configure and bring up VoIp interface on VLAN 101
ifconfig eth0.101 10.0.4.1 broadcast 10.0.4.255 netmask 255.255.255.0 up
# - Configure and bring up ipTV interface - VLAN 102
ifconfig eth0.102 10.0.8.1 broadcast 10.0.8.255 netmask 255.255.255.0 up

Az interfészbeállítások ellenőrzése:

camelot:~# ifconfig
 . . .
eth0.100  Link encap:Ethernet  HWaddr 00:18:f3:4f:54:47
          inet addr:10.0.0.1  Bcast:10.0.0.255  Mask:255.255.255.0
          inet6 addr: fe80::218:f3ff:fe4f:5447/64 Scope:Link
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:6 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:0
          RX bytes:0 (0.0 B)  TX bytes:468 (468.0 B)
. . .

4.1.1.2 OLT oldal

Ellenőrizni kell a másik oldalt is, hogy az OLT uplink interfésze üzemkész állapotban van-e. A kis piros háromszög azt jelenti, hogy riasztás volt az interészen. A kis piros X azt jelenti, hogy az interfész nem üzemkész (down). A kis lakat adminisztratíve üzemen kívül helyezett interfészt jelent (locked).

Ez az EM PX segítségével tehető meg.

Ellenőrizendő, és szükség esetén be kell állítani:
- CXU, Ethernet Port#2, Ethernet fül, unlocked, és up
- CXU, Ethernet Port#2, Bridge fül, PVID 1, és type=uplink
- CXU, Ethernet Port#2, VLAN fül, VLAN 100 HS-Internet (tagged) létezik, és hozzá van adva
-- Apply gomb ha volt beállítás

4.1.1.3 ONT oldal

Az ONT gyors internet kapcsolatra kijelölt (esetünkben a négyes) előfizetői Ethernet interfészét szintén be kell tenni a 100-as VLAN-ba, a címke elhagyása mellett (untagged).

Ez is az EM PX segítségével tehető meg.

Ellenőrizendő, és szükség esetén be kell állítani:
- IUGPON...#101, GPON Port #1, G25E-002#7 SFU, Subscriber Card#2, Ethernet Port#4,
-- Ethernet fül, unlocked, és up
-- Bridge fül, PVID 100, tagging mode: untagged
-- VLAN Assignment fül, VLAN 100 HS-Internet (untagged) létezik, és hozzá van adva
-- Apply gomb ha volt beállítás

4.1.2 Dinamikus címkiosztás

Nagy tömegű felhasználó esetén célszerű az IP végpontokat dinamikusan konfigurálni. A DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol, RFC2131) pont ezt a célt szolgálja.

A szerveren az ISC (Internet System Cinsortium) dhcpd3-asa fut. Ha nincs még telepítve: apt-get install dhcp3-server. . .

A DHCP szerver beállításait konfigurációs file tartalmazza:

# dhcpd.conf - dhcp3 server configuration file
ddns-update-style none;
option domain-name "tmit.bme.hu";
option domain-name-servers 152.66.246.10, 152.66.146.170;
default-lease-time 600;
max-lease-time 7200;
authoritative;
#Hs Internet
subnet 10.0.0.0 netmask 255.255.255.0 {
  range 10.0.0.100 10.0.0.200;
  option broadcast-address 10.0.0.255;
  option routers 10.0.0.1;
}
#VoIP
subnet 10.0.4.0 netmask 255.255.255.0 {
  range 10.0.4.100 10.0.4.200;
  option broadcast-address 10.0.4.255;
  option routers 10.0.4.1;
}
#IpTV
subnet 10.0.8.0 netmask 255.255.255.0 {
  range 10.0.8.100 10.0.8.200;
  option broadcast-address 10.0.8.255;
  option routers 10.0.8.1;
}

Itt megadtuk a három szolgáltatási kört hordozó interfészekre az ott osztott címtartományokat.

A DHCP szerver indítása az alábbi parancs segítségével történik a megadott interfészeken:

#!/bin/sh
# - Start up DHCP service on the specified interfaces
dhcpd3 -cf ./dhcpd.conf eth0.100 eth0.101 eth0.102

Amint a klienseknek elkezd címet osztani a szerver, ezek bejegyzésre kerülnek a /var/lib/dhcp3/dhcpd.leases file-ba. Egyúttal itt ellenőrizhető egy adott kliens helyes működésének egyik feltétele is.

Elvileg az IP kapcsolat a kliens számára üzemkész. Ez ellenőrizhető a ping parancssorbeli eszköz (a hálózati kapcsolat tesztelésére ICMP, azaz Internet Control Message Protocol, echo-request/reply üzenetekkel, RFC792), vagy a WEB browser segítségével, ha a 10.0.0.1-et adjuk meg célcímként.

Ha nincs kapcsolat, ellenőrizni kell az alábbiakat:

  1. A kliens Ethernet port (felső gigabites port) csatlakoztatva ONT 4-es Ethernet portjára
  2. Kliens interfész automatikus címzésen, engedélyezve, és kapott címet a 10.0.x.x-es tartományba
  3. Kliens interfészen van link (zöld LED), ONT előfizetői Ethernet#4 up és a LAN LED zölden világít
  4. 100-as VLAN konfiguráció végig rendben van (Camelot<-->OLT<-->ONT)
  5. DHCP szerver fut, és osztja a címeket
  6. A tűzfal(ak) átengedi(k) a 10.0.x.x-es tartományt (lásd alább, és Windows/SyGate firewall)

4.1.3 NAT

A NAT (Network Address Translation, RFC1631) eljárás segítségével megoldható, hogy a kliensek ne csak a szolgáltatót (Camelot), hanem a mögötte levő világhálót is elérjék. A legújabb Debian disztribúciók már alapból tartalmazzák a Linux Firewall komponenseket, melynek része a szűrés, és címfordítás.

A NAT létrehozásánál, és az esetleges tűzfal beállításánál az iptables eszközt használhatjuk. Induláskor automatikusan a /var/lib/iptables/activefile-ban szereplő szabályokat alkalmazza automatikusan. A beállítás frissítése az /etc/init.d/iptables start paranccsal történik. Az alapkonfiguráció csak szűréseket tartalmaz az alábbiak szerint:

# NAT
*nat
:PREROUTING ACCEPT [66:9560]
:POSTROUTING ACCEPT [2:1113]
:OUTPUT ACCEPT [2:1113]
COMMIT
# Mangling
*mangle
:PREROUTING ACCEPT [116:16732]
:INPUT ACCEPT [72:11425]
:FORWARD ACCEPT [0:0]
:OUTPUT ACCEPT [30:4702]
:POSTROUTING ACCEPT [30:4702]
COMMIT
# Filtering
*filter
:OUTPUT ACCEPT [0:0]
:FORWARD ACCEPT [0:0]
:INPUT DROP [0:0]
-A INPUT -s 127.0.0.1 -j ACCEPT
-A INPUT -s 152.66.246.0/24 -j ACCEPT
-A INPUT -s 152.66.247.0/24 -j ACCEPT
-A INPUT -s 10.0.0.0/8 -j ACCEPT
# Debian Updates
-A INPUT -s 195.228.252.133 -j ACCEPT
-A INPUT -s 195.228.252.132 -j ACCEPT
-A INPUT -s 194.109.137.218 -j ACCEPT
-A INPUT -s 128.101.80.133 -j ACCEPT
-A INPUT -s 82.94.249.158  -j ACCEPT
COMMIT

Látható, hogy a szabálytáblák jó része üres. Ha szeretnénk hogy a kliensek elérjék a világhálót, megfelelően ki kell tölteni a NAT szekció "POSTROUTING ACCEPT" tábláját az iptables eszköz segítségével.

Az összes eth1-en kimenő csomag forrás címét a saját interfész címére fordítsa át, illetve az átfordított csomagokra visszajövő válaszokat az eth0-on a saját forráscímére fordítsa az alábbiak szerint:

#!/bin/sh
# - Setup NAT, and open the firewall for the translated stuff
iptables -t nat    -A POSTROUTING                  -o eth1 -j SNAT --to-source 152.66.246.101
iptables -t nat    -A POSTROUTING -s 10.0.0.0/24   -o eth0 -j SNAT --to-source 10.0.0.1
iptables -t filter -A INPUT       -s 10.0.0.0/24           -j ACCEPT

4.1.4 ip_forward=yes

A NAT működéséhez szükséges utolsó lépés a kernel szintű útvonalválasztás, csomagtovábbítás engedélyezése. Állandó beállításként ez a régebbi Debian rendszereken a /etc/network/options file-ban:

/etc/network/options:
ip_forward=yes

Míg az újabbak esetén a /etc/sysctl.conf-ban kell megadni az alábbiak szerint:

/etc/sysctl.conf:
net.ipv4.ip_forward=1

Majdnem minden Linux esetén parancssorból, vagy script-ből:

#!/bin/sh
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

4.2 Telefon szolgáltatás

A mintahálózat számára telepített, illetve rendelkezésre álló ONT-k (Siemens, CiG gyártmányok) SIP (Session Initiating Protocol, RFC3261), MGCP (Media Gateway Control Protocol, RFC3435), és/vagy MEGACO (RFC3015, ugyancsak mint ITU-T Rec. H.248) protokollokat támogatnak a telefon szolgáltatás megvalósításához.

A hálózatban itt a SIP alapú megoldást alkalmazzuk, Asterisk PBX futtatásával, amely a későbbiekben alkalmas lesz a mintahálózat többi eleméhez való csatlakoztatásra is.

Az OLT itt meglehetősen transzparens - csak a megfelelő sávszélességű T-CONT létrehozásáról gondoskodik a VoIP RTP és jelzésforgalma számára.

Miután az ONT-kre hagyományos analóg távbeszélő készülékek csatlakoznak, ezekre komoly feladat hárul - implementálniuk kell a SIP protokollt, és POTS-os interfészhez illeszkedni.

A referencia szolgáltató (refprovider) fedettsége, és hívószámkiosztása az alábbi táblázatban található.

Hívószám Hely ONT Port IP cím Kontexus
100 IB212b v. mérésvezető Natív IP telefon
LINKSYS SPA942
(LAN) 152.66.246.162 refprovider
200 IB212a torony No.1,S/N:07074126 POTS1 10.0.4.10 refprovider
201 IB212a torony No.1,S/N:07074126 POTS2 10.0.4.10 refprovider
108 Pontos idő --- --- --- refprovider
4242 Hangposta --- --- --- refprovider

4.2.1 Asterisk PBX

A meglehetősen minimalista referencia szolgáltatás kialakításához a frissen telepített Asterisk konfigurációt az alábbiak szerint cseréltük:

/etc/asterisk/sip.conf - Amelyben az általános paraméterek megadása után a referencia szolgáltatási körbe (refprovider) helyezzük a három végződést (100,200,201)

#------------------------------------
[general]
context=default
allowoverlap=no
bindport=5060
bindaddr=0.0.0.0
srvlookup=yes
disallow=all
allow=ulaw

[authentication]

[100]
type=peer
host=dynamic
secret=100
context=refprovider
mailbox=100@default

[200]
type=peer
host=dynamic
secret=200
context=refprovider
mailbox=200@default

[201]
type=peer
host=dynamic
secret=201
context=refprovider
mailbox=201@default

/etc/asterisk/extensions.conf - Ahol a [macro-phone] szekcióban megadunk egy minimalista szolgáltatási kört egyszerű távbeszélő készülékekre, a [refstation] szekcióban felsoroljuk mellékeinket az egyszerű telefonokkal, és szolgáltatói végződésekkel, végül pedig a referencia szolgáltatói "refprovider" kontexusba helyezzük őket.

[general]
static=yes
writeprotect=no
clearglobalvars=no

[globals]
CONSOLE=Console/dsp    ; Console interface for demo
IAXINFO=guest          ; IAXtel username/password
TRUNK=Zap/G2           ; Trunk interface
TRUNKMSD=1             ; MSD digits to strip (usually 1 or 0)

[macro-phone]
exten => s,1,Dial(SIP/${MACRO_EXTEN},25)
exten => s,n,Goto(${DIALSTATUS},1)
exten => ANSWER,1,Hangup
exten => CANCEL,1,Hangup
exten => NOANSWER,1,Voicemail(${MACRO_EXTEN}@default,u)
exten => BUSY,1,Voicemail(${MACRO_EXTEN}@default,b)
exten => CONGESTION,1,Voicemail(${MACRO_EXTEN}@default,b)
exten => CHANUNAVAIL,1,Voicemail(${MACRO_EXTEN}@default,u)
exten => a,1,VoicemailMain(${MACRO_EXTEN}@default)

[refstations]

exten => 100,1,Macro(phone)
exten => 200,1,Macro(phone)
exten => 201,1,Macro(phone)
exten => 4242,1,VoicemailMain(default)
exten => 108,1,SayUnixTime()

[refprovider]
include => refstations

Végül az /etc/asterisk/voicemail.conf- adható meg a hangposták hozzárendelése az állomásokhoz. A többi 58 darab konfigurációs file-t nem bántjuk.

A szolgáltatás indítása parancssorból, vagy script-ből:

#!/bin/sh
# - Startup Asterisk PBX, and pass the firewall
/etc/init.d/asterisk start
iptables -t filter -A INPUT       -s 10.0.4.0/24           -j ACCEPT

Az Asterisk operátori konzolához csatlakozhatunk nagy verbozitással a asterisk -vvvcr parancs segítségével. Ha zavaró a sok információ, a verbozitás a konzolból visszavehető.

Néhány hasznos konzolparancs:

core set verbose 1verbozitás beállítása egyre
sip show peersRegisztrált SIP végződések listája
sip show peer 200A 200-as végződés részletes adatai
sip show channelsÉlő csatornák listája
sip show settingsSIP beállítások megtekintése
console dial 100@refproviderHíváskezdeményezés konzolról, refprovider 100-asra
console hangupBontás a konzolról
quitKilépés a konzol kapcsolatból (Asterisk megy továbbra is)

4.2.2 VoIP OLT oldal

Miután az OLT az információosztás kivételével meglehetősen transzparens a VoIP szolgáltatás tekintetében, elegendő ellenőrizni a szolgáltatás felé menő VLAN kapcsolatot, illetve a SIP profil beállításait.

Ezek az EM PX segítségével tehetők meg.

Ellenőrizendő, és szükség esetén be kell állítani:
- CXU, Ethernet Port#2, Ethernet fül, unlocked, és up
- CXU, Ethernet Port#2, Bridge fül, PVID 1, és type=uplink
- CXU, Ethernet Port#2, VLAN fül, VLAN 101 VoIP (tagged) létezik, és hozzá van adva

Ellenőrizendő, és szükség esetén létrehozni a camelot nevű SIP profilt:
- 152.66.246.210:hiX5750, Profiles, SIP Agent
-- camelot kiválasztása, és IP paraméterek ellenőrzése
--- 10.0.4.1 minden szolgáltatásra, és 5060-as SIP service port
-- vagy a SIP Agent-en jobb egérgomb és "New SIP Agent Profile"-al létrehozni ha nem létezik

4.2.3 ONT oldali SIP konfiguráció

Miután a munka nehezét az ONT végzi az előfizetői oldalon, a konfiguráció is összetettebb. Meg kell győződni, hogy elegendő sávszélesség áll rendelkezésre az RTP csomagok, és a jelzés átvitelére a VoIP számára kijelölt T-CONT-ban

Ellenőrizendő, és szükség esetén be kell állítani:
- IUGPON...#101, GPON Port #1, G25E-002#1 SFU, PON Card#1, GPON Port#1, T-CONT (VoIP)
-- T-CONT fül, Upstream bandwidth - Fixed (kbps) értéket megfelelően nagyra választani
( Nx64kbps+RTP overhead+jelzés)
-- Apply gomb

Be kell állítani a jelzésprotokollt (esetünkben SIP)

- IUGPON...#101, GPON Port #1, G25E-002#1 SFU, Subscriber Card#2
-- VoIP fül, Signaling protocol: SIP. . . (vagy "Retrieve configuration profile gomb")
-- Apply gomb

Az arra kijelölt VLAN-ba kell terelni a VoIP forgalmat, és ellenőrizni a kapcsolatot.

- IUGPON...#101, GPON Port #1, G25E-002#1 SFU, Subscriber Card#2, VoIP#7,
-- VoIP fül, IP címek, maszk rendben, ping-re, trace-route-ra válaszoljon
-- TCP/UDP fül, 5060-as SIP port hozzáadva
-- Bridge fül, PVID 101
-- VLAN Assignment fül, VLAN 101 VoIP (tagged) létezik, és hozzá van adva
-- Rendre Apply gomb ha volt beállítás eszközölve -- Szerverről ellenőrizni a kapcsolatot (ping):

camelot:~# ping 10.0.4.10
PING 10.0.4.10 (10.0.4.10) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.0.4.10: icmp_seq=1 ttl=64 time=2.63 ms
64 bytes from 10.0.4.10: icmp_seq=2 ttl=64 time=2.29 ms
64 bytes from 10.0.4.10: icmp_seq=3 ttl=64 time=2.34 ms
^C
--- 10.0.4.10 ping statistics ---
3 packets transmitted, 3 received, 0% packet loss, time 2008ms
rtt min/avg/max/mdev = 2.293/2.424/2.637/0.161 ms

Végül meg kell adni POTS végződésenként a hozzárendelt SIP proxy szervert és a végpont-azonosítókat:

- IUGPON...#101, GPON Port #1, G25E-002#1 SFU, Subscriber Card#2, POTS#5,
-- SIP fül, User part address. . .User password-ig mindet 200-ra, Profiles - Agent: Camelot
-- Apply gomb

Az ONT újraind1ítása után tárcsahangot kell kapjunk he felemeljük a kézibeszélőt, és fel kell tudni hívni a 108-as pontos időt.

A hibakereséshez, és elhárításhoz az Asterisk konzol parancsait, valamint a tcpdump eszközt lehet használni (tcpdump -i eth0.101 -fAs 1024 a SIP-es üzenetekhez).

4.3 Televízió szolgáltatás

Egy teljes értékű IP televízió szolgáltatás kiépítése meghaladja mind anyagi, mind technikai lehetőségeinket. Fejállomás telepítése, kódolt adások licenszének megszerzése, és a teljes infrastruktúra kialakítása a hardveres transzkódolókat is beleértve nem szükséges a hozzáférési hálózat lehetőségeinek bemutatásához.

Így a minimális szolgáltatási körben NINCS:
- VoD, Video on Demand - igény szerinti videolejátszás
- EPG, Electronic Programme Guide (ETSI ETS 300 707)- az elektronikus műsorkalauz
- SAP, Session Announcement Protocol (RFC2974)- a multicast források meghirdetésére
- Teljeskörű IGMP (Internet Group Management, RFC2236) kifelé
- és CA, Conditional Access (ITU-R BT.810)- előfizetői kártyás hozzáférés sem. . .

Van viszont mozi kijátszás a mérőhelyen levő TV-kre VLC streamerrel és Apache szerverrel biztosított WEB-es felület.

A VLC eszköz több példányban futtatva hurokban játszik le műholdról előzőleg rögzített MPEG-2 transzport folyamot (MPEG-TS " ISO/IEC 13818-1, és ITU-T Rec. H.222) multicast átviteli módban.

A WEB-es felületen friss csatornalistát nyújthatunk, az élő folyamhoz tartozó URL-ekkel.

4.3.1 Multicast

Miután a szolgáltatást a korábban létrehozott (4.1.1.1) 102-es VLAN interfészen bocsájtjuk ki, a Camelot útvonalválasztójával is közölni kell hogy a szórásra használt multicast címtartományt erre az interfészre kérjük.

#!/bin/sh
# - Include VLAN 102 in this multicast range, and pass the firewall
route add -net 224.0.0.0 netmask 240.0.0.0 dev eth0.102
iptables -t filter -A INPUT       -s 10.0.8.0/24           -j ACCEPT
iptables -t filter -A INPUT       -s 224.0.0.0/8           -j ACCEPT

Az útvonalválasztási táblázatot a netstat -r parancs segítségével ellenőrizhetjük az alábbiak szerint:

camelot:~# netstat -r
Kernel IP routing table
Destination     Gateway         Genmask         Flags   MSS Window  irtt Iface
10.0.4.0        *               255.255.255.0   U         0 0          0 eth0.101
10.0.0.0        *               255.255.255.0   U         0 0          0 eth0.100
192.168.1.0     *               255.255.255.0   U         0 0          0 eth0
localnet        *               255.255.255.0   U         0 0          0 eth1
10.0.8.0        *               255.255.255.0   U         0 0          0 eth0.102
224.0.0.0       *               240.0.0.0       U         0 0          0 eth0.102
default         cisco.tmit.bme. 0.0.0.0         UG        0 0          0 eth1

Tipp: a ping alkalmazása a 224.0.0.1 címre. Az összes élő multicast kliens válaszolni fog rá.

4.3.2 VLC szerver

A nyílt forráskódú VideoLAN VLC eszköz megfelelő paraméterezéssel alkalmas a mozgókép és hangtartalom megfelelő ütemezés mellett történő kibocsájtására multicast folyamként:

#!/bin/sh
# - Playout a movie in loop, and advertise itself. . .
vlc -v0 \
/opt/video/SDTV/Charlie_and_the_Chocolate_Factory.mpg \
-L                         \
-I dummy                   \
--repeat                   \
--sout '#duplicate{        \
 dst=standard{             \ 
   access=udp,             \
   mux=ts,                 \
   dst=239.255.12.101:1234,\
   sap,                    \
   name="Charlie_and_the_Chocolate_Factory", \
   ttl=2}}'  &

Ahol:

Ha a VLC hiba nélkül elindult, a sikeres szórás a tcpdump, és az ifconfig parancsok segítségével ellenőrizhető. (a "tcpdump -i eth0.102" erős UDP forgalmat mutat, az "ifconfig eth0.102" esetén a TX bytes növekménye is jelzi ezt)

A referenciaszolgáltató által a Cameloton kijátszott video folyamok:

Charlie_and_the_Chocolate_Factory.mpg239.255.12.101:1234
Minimax_October_29_16_56_56.mpg239.255.12.102:1234
Madagascar-TAQUILLA.mpg239.255.12.103:1234
Around_The_World_In_80_Days.mpg239.255.12.104:1234
Star_Wars3-TAQUILLA.mpg239.255.12.105:1234

Az ezt indító script részlet:

#!/bin/sh
# - Play out function
PlayOut ()
{
echo   - playing $1
vlc -v0 /opt/video/SDTV/$1 -L -I dummy --repeat --sout \#duplicate\{ \
    dst=standard\{access=udp,mux=ts,dst=$2,sap,name="$1",ttl=2\}\}   \
    1>/dev/null 2>/dev/null &
}
# - Play out MPEG-2 files from the repository
PlayOut Charlie_and_the_Chocolate_Factory.mpg   239.255.12.101:1234
PlayOut Minimax_October_29_16_56_56.mpg         239.255.12.102:1234
PlayOut Madagascar-TAQUILLA.mpg                 239.255.12.103:1234
PlayOut Around_The_World_In_80_Days.mpg         239.255.12.104:1234
PlayOut Star_Wars3-TAQUILLA.mpg                 239.255.12.105:1234
echo ---- Done

4.3.3 OLT multicast konfigurációja

Az OLT esetén lehetőség volna a gyakran alkalmazott IGMP snooping (multicast forgalom kapcsolása az IGMP report jelzések megfigyelésével), vagy Proxy (IGMP router kihelyezett interfészeként viselkedik) beállításra is, de mivel ezek erősen béta verziójúak, maradunk a VLAN alapú sima kapcsolás beállításánál. Ez az EM PX segítségével tehető meg.

Ellenőrizendő, és szükség esetén be kell állítani:
- CXU, Bridge, IGMP, Mode: VLAN switching
- CXU, Ethernet Port#2, Ethernet fül, unlocked, és up
- CXU, Ethernet Port#2, Bridge fül, PVID 1, és type=uplink
- CXU, Ethernet Port#2, VLAN fül, VLAN 102 IpTV (tagged) létezik, és hozzá van adva
-- Apply gomb ha volt beállítás

Az IGMP alapú IpTV szolgáltatókat (provider) is ellenőrizhetjük, illetve létrehozhatjuk:

- Az IGMP provider fülön a Camelot címeit kell megadni,
- A VLAN fülön a 102-esbe kell tenni (untagged)

A tartalomszolgáltatás IGMP csoportokra épülő csomagokban történik.

- A Packages fül alatt készíthetők új csomagok
- A Groups fül alatt készíthetők új IGMP csoportok

4.3.4 ONT oldali multicast konfiguráció

Miután VLAN alapú kapcsolást választottunk, az ONT multicast IPTV kapcsolatra kijelölt (esetünkben az egyes) előfizetői Ethernet interfészét be kell tenni a 102-es VLAN-ba, a címke elhagyása mellett (untagged).

Az EM PX segítségével ez megtehető az alábbiak szerint.

Ellenőrizendő, és szükség esetén be kell állítani:
- IUGPON...#101, GPON Port #1, G25E-002#7 SFU, Subscriber Card#2, Ethernet Port#1,
-- Ethernet fül, unlocked, és up
-- Bridge fül, PVID 102, tagging mode: untagged
-- VLAN Assignment fül, VLAN 102 IpTV (untagged) létezik, és hozzá van adva
-- IGMP fül, a hozzáférést szabályozó listába (ACL) legalább egy előfizetői csomag fel van véve
-- Apply gomb ha volt beállítás

4.3.5 Set Top Box

A Set Top Box konfigurációja megoldható lenne a leírása szerint IR billentyűzet segítségével is, de miután az előfizetőink nem kívánnak bonyolult műveletsorokat végrehajtani, a telepítőink meg nem elég képzettek hozzá, a szerver felől telnet segítségével menedzseljük a csatornalistát, illetve az Apache szerver által nyújtott WEB-es felületet használjuk.

Az STB csatlakoztatása, és bekapcsolása után IP címet kell hogy kapjon a DHCP szerverünktől. Ezt ellenőrizhetjük a lease lista megtekintésével:

camelot:~# cat /var/lib/dhcp3/dhcpd.leases
# The format of this file is documented in the dhcpd.leases(5) manual page.
# This lease file was written by isc-dhcp-V3.1.1
. . . 
lease 10.0.8.102 {
  starts 4 2010/02/04 14:22:39;
  ends 4 2010/02/04 16:22:39;
  cltt 4 2010/02/04 14:22:39;
  binding state active;
  next binding state free;
  hardware ethernet 00:02:02:0b:68:4a;
  uid "\001\000\002\002\013hJ";
}

Az eszköz holléte a fizikai (MAC) címe alapján állapítható meg. (telepítéskor S/N, és MAC jegyzőkönyvezésre kerül) A ping parancs segítségével pedig ellenőrizhető, hogy az eszköz üzemszerű állapotban van-e.

4.3.5.1 STB parancssor vezérlés (CLI)

Az eszköz szerver oldalról történő vezérlése egyszerű telnet kapcsolaton keresztül, parancssorbeli interfész segítségével történik. Ez utóbbi egy Linux shell, BusyBox parancskollekcióval, és pár specifikus alkalmazással.

camelot:~# telnet 10.0.8.102
Trying 10.0.8.102...
Connected to 10.0.8.102.
Escape character is '^]'.

AMINET login: root
Password:
[root@AMINET]#

A shell-be épített parancsokon kívül a szokásos Linux alkalmazásoknak (tárolt változat) egy szűkített köre használható.

A módosított konfigurációs file-okat a wget eszköz segítségével lehet a szerverről lehúzni. Példaként a csatornalista frissítése:

[root@AMINET]# cd /mnt/nv
[root@AMINET]# cp chnls.txt chnls.old
[root@AMINET]# wget http://10.0.8.1/chnls.txt
Connecting to 10.0.8.1[10.0.8.1]:80
chnls.txt            100% |*****************************|   320       00:00 ETA
[root@AMINET]#

4.3.5.2 A csatorna lista

A referenciaszolgáltató által a adott video folyamokhoz tartozó feltételezett csatornalista file (/mnt/nv/chnls.txt az STB-n):

# Amino Fresco Channels File
# Written Tue Nov 30 00:54:28 1999
_version: 1
00: file://management.html
01: http://10.0.8.1/index.html
02: igmp://239.255.12.101:1234
03: igmp://239.255.12.102:1234
04: igmp://239.255.12.103:1234
05: igmp://239.255.12.104:1234
06: igmp://239.255.12.105:1234
07: igmp://239.255.12.106:1234

A nullás bejegyzés a middleware-hez tartozó default lapra mutat, ez jön fel az STB indítása után.

Az egyes számú bejegyzés a Cameloton futó Apache szerver által nyújtott WEB-es felületre mutató közönséges URL.

A további bejegyzések a kijátszott multicast videofolyamokat adja meg. Az STB távirányítóján a kettest megnyomva pl. a 101-es MCAST folyam vidotartalma jelenik meg - esetünkben ez a "Charlie és a csokigyár" lesz. Lásd a 4.3.2 alatti PlayOut scriptet.

4.3.5.3 WEB-es felület

A WEB alapú felület egy tetszőlegesen dekorálható lap amely a szerveren a /var/www alatt helyezhető el.
Részlet a referencia szolgáltató index.html lapjából:

 . . .
   <p>Channel List:</p>
   <li><a href="http://10.0.8.1/index.html">01: Channel List Page</a></li>
   <li><a href="igmp://239.255.12.101:1234">02: Charlie and the Chocolate Factory</a></li>
   <li><a href="igmp://239.255.12.102:1234">03: Minimax</a></li>
   <li><a href="igmp://239.255.12.103:1234">04: Madagascar</a></li>
   <li><a href="igmp://239.255.12.104:1234">05: Around the world in 80 days</a></li>
   <li><a href="igmp://239.255.12.105:1234">06: Star Wars Episode 3 - Revenge of the Sith</a></li>
 . . .

Az eredmény egy IR távirányító segítségével navigálható lap ahogy az az alábbi ábrán is látható:


5. Összegzés

Az anyag megismertette a hallgatót a GPON technológia alapvető jellemzőivel, és szerepkörével, elsősorban a hozzáférési hálózatokban.

Az oktatási célú távközlési mintahálózat GPON alhálózatán keresztül egy konkrét megvalósítást mutattunk be, OLT-vel, és több végberendezéssel.

A mérés során a hallgató önállóan kiépít egy 3Play szolgáltatást, amely párhuzamosan fut a mintaként szolgáló referenciaszolgáltatóéval.

Álljon itt végül a szolgáltatást szerver oldalon indító startup, és az azt leállító shutdown script minden további komment nélkül:

/root/refprovider/gponup

#!/bin/sh
echo ========= Starting GPON 3Play services ============
echo ---- Create VLAn interfaces
# - Create VLAN 100 for HS Internet
vconfig add eth0 100
# - Create VLAN 101 for VoIp
vconfig add eth0 101
# - Create VLAN 102 for IpTV
vconfig add eth0 102
echo ---- Configure VLAN Interfaces
sleep 1
# - Configure and bring up HS Internet interface on VLAN 10A?
ifconfig eth0.100 10.0.0.1 broadcast 10.0.0.255 netmask 255.255.255.0 up
# - Configure and bring up VoIp interface on VLAN 101
ifconfig eth0.101 10.0.4.1 broadcast 10.0.4.255 netmask 255.255.255.0 up
# - Configure and bring up ipTV interface - VLAN 102
ifconfig eth0.102 10.0.8.1 broadcast 10.0.8.255 netmask 255.255.255.0 up
echo ---- Startup DHCP services
sleep 1
# - Start up DHCP service on the specified interfaces
dhcpd3 -cf ./dhcpd.conf eth0.100 eth0.101 eth0.102
echo ---- Setup NAT, and open firewall for translated addresses
sleep 1
# - Setup NAT, and open the firewall for the translated stuff
iptables -t nat    -A POSTROUTING                  -o eth1 -j SNAT \ 
         --to-source 152.66.246.101
iptables -t nat    -A POSTROUTING -s 10.0.0.0/24   -o eth0 -j SNAT \ 
         --to-source 10.0.0.1
iptables -t filter -A INPUT       -s 10.0.0.0/24           -j ACCEPT
echo ---- Startup Asterisk PBX
sleep 1
# - Startup Asterisk PBX, and pass the firewall
/etc/init.d/asterisk start
iptables -t filter -A INPUT       -s 10.0.4.0/24           -j ACCEPT
echo ---- Starting multicast video playout
sleep 1
# - Include VLAN 102 in this multicast range, and pass the firewall
route add -net 224.0.0.0 netmask 240.0.0.0 dev eth0.102
iptables -t filter -A INPUT       -s 10.0.8.0/24           -j ACCEPT
iptables -t filter -A INPUT       -s 224.0.0.0/8           -j ACCEPT
# - Play out function
PlayOut ()
{
echo   - playing $1
vlc -v0 /opt/video/SDTV/$1 -L -I dummy --repeat --sout \#duplicate\{dst=standard\{ \ 
     access=udp,mux=ts,dst=$2,sap,name="$1",ttl=2\}\} 1>/dev/null 2>/dev/null &
}
# - Play out MPEG-2 files from the repository
PlayOut Charlie_and_the_Chocolate_Factory.mpg   239.255.12.101:1234
PlayOut Minimax_October_29_16_56_56.mpg         239.255.12.102:1234
PlayOut Madagascar-TAQUILLA.mpg                 239.255.12.103:1234
PlayOut Around_The_World_In_80_Days.mpg         239.255.12.104:1234
PlayOut Star_Wars3-TAQUILLA.mpg                 239.255.12.105:1234
echo ---- Done
# - That's All Folks

/root/refprovider/gpondown

#!/bin/sh
echo ========= Shutting GPON 3Play services down ============
# - Stop IpTV services
echo ---- Kill VLC playouts
killall vlc
sleep 1
route del -net 224.0.0.0 netmask 240.0.0.0 dev eth0.102
# - Shutdown Asterisk PBX
echo ---- Stop Asterisk PBX
sleep 1
/etc/init.d/asterisk stop
# - Stop DHCP service at all
echo ---- Stop DHCP services
sleep 1
killall dhcpd3
# - Stop NAT and restore Firewall settings
echo ---- Stop NAT, and resotre firewall settings
sleep 1
/etc/init.d/iptables reload
# - Down VLAN interfaces
echo ---- Down VLAN Interfaces
sleep 1
ifconfig eth0.100 down
ifconfig eth0.101 down
ifconfig eth0.102 down
# - Remove VLAN interfaces
echo ---- Remove VLAN Interfaces
sleep 1
vconfig rem eth0.100
vconfig rem eth0.101
vconfig rem eth0.102
echo ---- Done.
# - That's All Folks


6. ellenőrző kérdések

  1. Minek a rövidítése a G-PON?
  2. Soroljon fel pár FTTx elrendezést (terítési módot)
  3. Mi az az FTTP?
  4. Mi az az FTTH?
  5. Mi az az FTTB?
  6. Mi az az FTTC?
  7. Mi az az FTTN?
  8. Rajzolja le az ITU-T G.984.1 szerinti referencia modellt.
  9. Mi az az OLT?
  10. Mi az az ONT?
  11. Mi az az ONU?
  12. Mi a különbség az ONU és az ONT között?
  13. Sorolja fel a G-PON interfész fontosabb jellemzőit
  14. Hogyan kommunikál egy üvegszálon az OLT az ONT-vel? Mi mehet még az üvegszálon?
  15. Rajzolja le a G-PON leirányú keretszerkezetét (OLT-:ONT, vázlatosan) .
  16. Rajzolja le a G-PON leirányú keretszerkezetét (ONT->OLT, vázlatosan).
  17. Ismertesse egy példán keresztül a G-PON multiplexálási képességei.
  18. Rajzolja le egy ONT blokkvázlatát.
  19. Rajzolja le egy OLT blokkvázlatát.
  20. Hogyan osztják szét az optikai jelet a G-PON hálózatban?
  21. Sorolja fel a fontosabb PON jellemzőket a G-PON esetén.
  22. Hogyan menedzselik a G-PON hálózatot?
  23. Hogyan valósítottuk meg a tűzfalat?
  24. Hogyan valósítottuk meg a videoszervert?
  25. Mi az a Triple-Play?
  26. Hogyan valósítottuk meg a telefonközpontot?
  27. Mi az a VLAN? Mi az a tag-elés?
  28. Mire jó a vconfig eszköz?
  29. Mire jó az ifconfig eszköz?
  30. Mi a DHCP?
  31. Mi a NAT?
  32. Mire jó az iptables eszköz?
  33. Mi a SIP? Mire való?
  34. Mi a POTS?
  35. Mire való az Asterisk?
  36. Mire jó a VLC?
  37. Minek a rövidítése az MPEG?
  38. Mi az IGMP snooping?
  39. Mi az STB?
  40. Soroljon fel néhány fajta URL-t ami videofolyamot azonosíthat.

7. Mérési feladatok

A mérési feladatsort a meres9i.exe alkalmazás generálja a mérőpáros egyik tagjának neptun kódja alapján.

Az alkalmazást le kell tölteni a munkaállomásra a c:\tmp alá (ha még nincs ott) és parancssorban kell futtatni:

Microsoft Windows XP [Version 5.1.2600]
(C) Copyright 1985-2001 Microsoft Corp.

C:\Documents and Settings\horvaath>cd \tmp

C:\tmp>ttmer9i Neptun
Generating Neptun core 634

C:\tmp>

A "Neptun" helyére a neptun kód jön, és az eredményül kapott ttmer9i.rtf file tartalmazza a mérési utasítást (minta ttmer9i.doc). A generált file-t kell átmásolni a hálózatos munkakönyvtárba más névre (.doc legyen), és ott dolgozni vele tovább.