Как оператору заработать на OTT-сервисах и при чем тут sdn?

КАК ОПЕРАТОРУ ЗАРАБОТАТЬ НА OTT-СЕРВИСАХ

И ПРИ ЧЕМ ТУТ SDN?

В связи со снижением стоимости передачи единицы информации и активным распространением устройств связи происходит изменение привычных традиционных услуг в пользу услуг, предоставляемыми OTT-сервисами. В настоящей статье авторы вводят определение термина OTT-сервисов, приводят описание услуг данных сервисов и краткое сравнение с услугами традиционных управляемых услуг, а так же обозначают перспективу их появления на российском рынке, путем замены привычных сервисов. Однако, в связи с тем, что предоставление услуг OTT-сервисов происходит через Интернет, а оператор в данной ситуации задействуется лишь с точки зрения транспортной плоскости, то рассматриваются основные проблемы, связанные с передачей трафика по сетям оператора связи; приводятся основные показатели сетевых характеристик, необходимых для обеспечения заданного качества обслуживания при предоставлении и передаче трафика разного вида. Описываются проблемы, связанные с появлением OTT-сервисов на сети оператора. В связи с чем, в качестве перспективного варианта монетизации OTT-сервисов авторы приводят подходы и процедуры в сетях SDN, обеспечивающие необходимые требования для QoS при предоставлении ресурсов своей сети для OTT-сервисов, а так же методы, позволяющие ускорить и упростить внедрение новых продуктов. Обозначаются классы приоритезации трафика, основанные на требованиях и поведении определенных видов трафика, позволяющие обеспечить максимальную гибкость передачи пользовательской информации. Рассматриваются служба "QoS Mapping", контролирующая пропускную способность для разнородного трафика, сервис политик "Policy", принимающий решение для обеспечения нужного качества передачи, а так же таблицы "Meter", с помощью которых возможно реализовать необходимые для упрощения и обеспечения функции QoS.

В заключении приводятся основные преимущества от внедрения технологии SDN в сеть оператора связи для передачи определенного пользовательского контента. Рассматриваются технологические особенности внедрения SDN в сеть оператора связи.

Елагин Василий Сергеевич,

к.т.н., доцент кафедры Инфокоммуникационных систем, Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А.Бонч-Бруевича, Санкт-Петербург, Россия, elagin.vas@gmail.com

Онуфриенко Анастасия Валерьевна,

магистрант, Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А.Бонч-Бруевича, Санкт-Петербург, Россия, anastasia.4991@mail.ru

Ключевые слова: OTT, OTT-сервис, OTT-услуга, SDN, программно-конфигурируемая сеть, QoS, качество обслуживания.

Для цитирования:

Елагин В.С., Онуфриенко А.В. Как оператору заработать на OTT-сервисах и при чем тут SDN? // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2017. Том 11. №1. С. 17-20.

For citation:

Elagin V.S., Onufrienko A.V.

T-Comm Vol. 11. #1-2017

СВЯЗЬ

ОТТ-сервисы

Широкое распространение высокоскоростного доступа с одновременным снижением стоимости трафика и распространения сетевых технологий все больше приводит к появлению таких сервисов, как OTT.

ОТТ-сервисы (англ. OVER THE ТОР) - метод предоставления услуг через интернет и предоставление контента на устройство пользователя (приставку, компьютер, мобильный телефон) по сетям передачи данных без участия оператора в управлении и распределении контента. Такие услуги и приложения потенциально конкурируют с традиционными услугами электросвязи и вещания, такими как голосовая телефонная связь, CMC и видеовызовы, а также загрузка видео/аудио контента или вовсе заменяют их.

В настоящее время, возможно различить все услуги па два типа: управляемые услуги и ОТТ-услуги.

С помощью управляемых услуг, провайдер предлагает услуги, имея над ними некий контроль. Поставщик имеет возможность использовать элемент управления для выбора параметров сети, а во многих случаях для резервирования пропускной способности сети, чтобы гарантировать качество обслуживания. Таким образом, управляемые услуги тесно связаны с базовой сетью.

ОТТ-сервисы и связанные с ними приложения полагаются на интернет общего пользования. В данном случае интернет-провайдер может знать о содержимом передаваемых пакетов протокола интернет, но не несет ответственности за его содержимое, а так же не обязан гарантировать качественную доставку.

Перспектива появления ОТТ-сервисов

на российском рынке.

ОТТ-контент быстро проникает во все сегменты iT-рынка. Потребители могут просматривать онлайн-видео, вместо традиционного телевидения, онлайн-коммуниканионные платформы посредством которых может обмениваться мгновенными сообщениями. Выполнять голосовые звонки, а так же пользоваться видеосвязью.

На рисунке 1 показано, как рост интернет-приложений для обмена сообщениями повлиял на объем передачи SMS.

2013

2015

2016

2017

2019

Рис I. Объем сообщений с мобильных телефонов

Источник; Anafysys Masón

Как показано на рисунке, мировой объем сообщений, отправленных с использованием услуг OTT, таких как Whatsapp. Уже в 2013 г. превысил объем сообщений использованием традиционного оператора 11 ].

Российский рынок ОТТ-сервисов к 2017 г. увеличится в 4,8 раза по сравнению с данными с 2013 г., при этом средне-

годовые темпы роста составят 48%. По прогнозам J'son & Partners Consulting, российский рынок будет расти опережающими темпами по отношению к мировому рынку OTT.

470

98

17

UU

204

2012

2013

2017

Рис. 2. Российский рынок OTT, млн. долларов

Источник: J'son it Partners Consulting

ОТТ-сервисы в свою очередь, предоставляет зрителю существенную свободу выбора сервисов, персональный подбор услуг, так же технология не привязана к определенному провайдеру, что позволяет получить к ней доступ в любой точке мира при наличии подключения к интернету. Коммуникационные приложения, такие как VoIP или интернет-сообщениями потенциально могут заменить услуги телефонной связи и sms, предлагаемых операторами связи. [I]

Проблематика ОТТ-сервисов.

Однако Интернет является «неуправляемой» сетью, где ширина полосы не может контролироваться на всем маршруте передачи видео и звука от серверов до конечного пользователя.

Предполагается, что пользователи справедливо разделяют доступные сетевые ресурсы, трафик передается со скорость максимально возможной при имеющейся нагрузке ресурсов сети, но при этом не гарантируется обеспечение предварительно заданного качества обслуживания, что означает, что нет гарантии в том, что пакет будет доставлен в заданное время или, что он будет доставлен вообще, причем вне зависимости от типа трафика.

Как только появляется недостаток ресурсов, ведущий к увеличению вероятности потерь пакетов и росту их задержек, для приложений реального времени необходимые показатели качества не могут быть обеспечены.

В результате ухудшения скорости потока приложение периодически останавливает воспроизведение или происходит отказ в выполнении той или иной операции, что отрицательно сказывается на впечатлении пользователей о качестве услуг.

Несмотря на гарантированно высокое качество сигнала, некоторые недостатки онлайн вещания неизбежны. Так, например, задержка сигнала может возникать как из-за кодирования сигнала, так и по причине переполнения буфера в момент ответа на запросы пользователей (смена канала). Сетевая задержка возникает в момент выполнения запросов, когда запрос пользователя на смену канала конвертируется в multicast запрос, и связана с дальнейшей доставкой трафика пользователю, [2]

T-Comm Том 11. #1-20 17

W

СВЯЗЬ

Желаемые сетевые характеристики.

Требования к речевому трафику, передающимся по IP: потери речевых пакетов в сквозном соединении не должны превышать 2%; задержка в сквозном соединении не должна превышать 250 мс для приемлемого качества; вариация задержки в сквозном соединении не должен превышать 40 мс.

Нормы на параметры доставки пакетов IP с разделением по классам обслуживания указаны в таблице 1 (модель ITU-T Y. 1541 [3]).

Таблица 1

Нормы на параметры доставки пакетов IP с разделением по классам обслуживания

Сетевые Классы QoS

характеристики 0 1 2 3 4 5

Задержка 100 мс 400 мс 100 мс 400 мс 1 с H

доставки пакета

Вариация 50 мс 50 мс H H H H

задержки пакета

Коэффициент 1x10 "J 1x10J 1x10J lxl 0"J 1x10 J H

потери пакетов

Коэффициент 1 x! О"1 lxl 0"J 1 x 10"1 IxlO'4 IxIO"4 H

ошибок пакетов

Примечание. Н - не нормировано.

Класс 0: Приложения реального времени, чувствительные к джиттеру, характеризуемые высоким уровнем интерактивности

Класс 1: Приложения реального времени, чувствительные к джиггеру, интерактивные

Класс 2; Транзакции данных, характеризуемые высоким уровнем интерактивности

Класс 3: Транзакции данных, интерактивные приложения Класс 4; Приложения, допускающие низкий уровень потерь Класс 5: Традиционные применения ГР-сетей.

• нормальный: примерами таких услуг служат услуги телефонной связи для абонентов квартирного сектора.

* лучший из возможных: примерами служат услуги поставщиков услуг доступа к Интернет.

SDN, как возможное решение.

Ввиду развития парадигмы SDN перспективно рассмотреть технологические решения, по обеспечению QoS на сети провайдера для выделенных ОТТ-сервисов.

Программно-конфигурируемая сеть (англ. SDN - Sortware Defined Network) - концепция, предполагающая разделение уровня управления и передачи трафика, что позволит изменить методы построения сетей и их эксплуатации.

SDN является одним из актуальнейших вариантов решения, позволяющих упростить и ускорить процессы внедрения, развертывания новых и изменения уже существующих услуг без необходимости установки новых сетевых устройств, а гак же увеличить конкурента способность отдельного продукта. В сочетании с возможностью удаленного управления и предоставления необходимого количества отдельных маршрутизаторов от центрального офиса дает возможность гибкого управления услугами и обеспечения QoS для поставщика данной услуги [4],

В SDN служба QoS Mapping принимает запрос на выделение полосы пропускания от контроллера.

Производится проверка политики с помощью сервиса Policy и определяется решение для данного запроса. Одна политика может отрицать любые вызовы, которые превышают порог, подражая традиционному подходу. Другая политика может разрешить дополнительные вызовы, при условии, что имеется доступная полоса пропускания. Третья бизнес-политика позволяет выделить полосу дтя более приоритетных приложений.

Качество обслуживания (англ. QoS — Quality of Service) -совокупность характеристик услуги электросвязи, которые имеют отношение к ее возможности удовлетворять установленные и предполагаемые потребности пользователя услуги.

Проблема: обеспечить оператору связи гарантированной QoS для отдельных сервисов на своей сети для получения дополнительной прибыли от OTT-про вайдеров.

В данной ситуации оператор может предложить установление приоритетов трафика, что в свою очередь должно позволить обеспечить максимальную гибкость для реализации услуг. Соответственно, они могут разрабатывать соглашения по различным услугам, по обработке любого заданного класса приоритетов для своих клиентов.

В отношении графика клиентской услуги для управления допуском для соединения определены четыре уровня приоритетов:

• критический: единственный в своем роде уровень приоритета, зарезервированный для трафика экстренной связи для всех поставщиков услуг, как национальных, так и международных.

• высокий: примерами такой услуги могут служить другие услуги государственного управления, услуги для важнейших абонентов делового сектора, услуги для виртуальных частных сетей.

QoS Mapping Policy

Рне. 3. Архитектура сети

Определение соответствующей политики является важной функцией. Это позволит значительно упростить процесс определения и поддержания индивидуальных политик QoS, при условии, что политика соответствия QoS с предлагаемыми приложениями будет разработана и записана в список требуемых характеристик. [5]

Контроллер должен иметь возможность автоматически находить и применять лучшие конфигурации для потоков,

T-Comm Vol. 11. #1-2017

COMMUNICATIONS

на основе требований исполняемых приложений, а так же иметь возможность привлекать администратора сети.

11ри поступлении нового потока, в соответствии с таблицами потоков, первый пакет потока поступает на контроллер. Таблица включает записи Meter, которые позволяют реализовыватъ различные операций QoS, такие как ограничение скорости, а так же могут задействоваться для реализации сложных механизмов QoS, такие как меры DifiServ.

Каждая запись содержит:

Идентификатор: 32-битное целое число без знака, однозначно идентифицирующее meter;

Группы: неупорядоченный список диапазонов, где каждая группа определяет скорость и способ обработки пакета;

Счетчики: обновляется, когда пакеш обрабатываются на meter.

Действие Set-Queue задает идентификатор для пакета. Когда пакет направляется в порт, используя выходной действие, то идентификатор однозначно определяет, какая очередь прилагается к данному выходному порту для планирования и пересылки пакетов.

Па основе конфигурации политики, контроллер определяет, к каким правилам QoS следует отнести данный вид трафика. Когда новый поток поступает в сеть, контроллер вычисляет распределение ресурсов на основе моделей баз данных и производительности. Затем контроллер устанавливает ограничитель скорости в пограничном коммутаторе, и определяет очереди но Приоритетам в коммутаторах на пути прохождения данного потока.[6]

Уникальное преимущество SDN заключается в том, что виртуальные сетевые функции гораздо более динамичны, чем их традиционные программно-аппаратные аналоги, так как они могут быть развернуты и удалены но требованию и масштабироваться в соответствии с изменением объема тра-

фика. Новые сетевые сервисы станет возможно добавлять и запускать, просто запустив программное обеспечение, не устанавливая отдельных сетевых устройств,[7]

Внедрение оператором технологии SDN позволяет достичь актуальнейшего качества для передачи определенного контента, путем присвоения трафику различных уровней приоритетов. Что позволяет оператору стать не только средством для передачи трафика через с bofo сеть, но и извлечь практическую выгоду за счет предоставления дополнительной услуги. Однако существует необходимость рассмотрения технических особенностей внедрения данных услуг, и влияние данного новшества на характеристики всей сети.

Литература

1. Годлович И.. Коттеринк Б.. Маркус Д.С. Over-t he-Top players (OTTs) / Документ Европардамеита. 2015. С. 20-42.

2. Гольдштейн Б.С., Соколов H.A.. Яновский Г.Г. Сети святи / Ученое пособие для ВУЗов. СПб.: ЬХВ-Петербурт. 2010. 400 с.

3. Рекомендация ITU-T Y. 1541(12/2011} Аспекты межсетевого протокола - Качество обслуживания сервисов и сети: производительность сети для услуг IP сети. 2011. 66 с.

4. Миранчиндани I/. SDN/NFV - Is it the breakthrough CSPs need to help level the OTT playing field? [Электронный ресурс]. Режим доступа; http:/Avw w.oneaccess-netcom/easy b log/entry/sdn-nfv-is-i l-the-breakthrougb-

csps-need-lo-heIp-1 cvel-the-otl-playing-field. ¡Дата обращения: 14.09.2016).

5. QoS in an SDN [Электронный ресурс]. Режим доступа: hltp://www.nojilter,com/posl'240168323/qos-in-an-sdn, (Дата обращения; 12.09.2016).

6. Спецификация OpenFiow Switch Version 1.5.0. 2014 277 с.

7. Бриткин A. Nl'V и пример ее применении для оператора связи // Журнал сетевых решений/1.AM. 2014. №10. С. 42-44.

8. Рекомендация МСЭ-t у. 1291 (05/2004) Архитектура, доступ, возможности сетей и административное управление ресурсами архитектурная моделв для поддержки качества услуги в сетях с пакетной передачей. 2004. 30 с.

9. Рекомендация JTU-T СЛОЮ (11/2001) Системы и среда передачи, цифровые системы и сети, качество обслуживания и производительность конечных пользователей мул ьт и меди и QOS категории ITU-t. 2001, 18 с.

Заключение

HOW TO MAKE MONEY ON THE OPERATOR OTT-SERVICES, AND WHAT HAVE THE SDN?

Vasiliy S. Elagin, St. Petersburg, Russia, elagin.vas@gmail.com Anastasiya V. Onufrienko, St. Petersburg, Russia, anastasia.4991@mail.ru

Abstract

Due to decrease the cost of transmission of information unit and active dissemination of communication devices are transformed traditional services in favor of OTT-services. In this paper, the authors introduce the definition of OTT-services, are description of these services and a brief comparison with the services of traditional managed services, as well as indicate the perspective of their appearance on the Russian market by replacing the usual services. However, due to the fact that the provision of OTT services occurs through the Internet, and in this situation, the operator is activated only in terms of the transport plane, that the main problems associated with the transmission of traffic on the operator's network; presents the main indicators of network performance necessary for the ensure the specified quality of service in the provision and transfer of different types of traffic. This article describes the problems associated with the emergence of OTT-services on the operator's network. As a promising option to monetize OTT-services, the authors present the approaches and procedures for SDN, which provide the necessary requirements for QoS in the provision of resources of its network to OTTservices. Denotes the class of traffic prioritization, that are based on the requirements and behavior of certain types of traffic, allowing ensure maximum flexibility to the transfer of user information. The article deals with service "QoS Mapping", controlling bandwidth for diverse traffic, service "Policy", policy makers to ensure that necessary transmission quality, as well as the "Meter" table, which allow to realize required simplify and ensure QoS features . In conclusion, the authors sum up the main advantages from the introduction of SDN technology in the operator's network to transmission defined usergenerated content. This article not considered technological features in the implementation of SDN service on the operator's network. Keywords: Over The Top, OTT-service, OTT-provider, SDN, software defined network, QoS, quality of service. References

1. Godlovitch, I., Kotterink, B. and Markus, D. (2015). Over-the-Top players (OTTs). European Parliament's Committee, pp. 20-42.

2. Goldshtein, B., Sokolov, N. and Yanovsky, G.

3. Recommendation ITU-T Y.I54I(I2/20II) Internet protocol aspects - Quality of service and network performance Network performance objectives for IP-based serv-ices(20II), p. 66.

4. Mirchandani, P. (20I5). NFV: The Current State of Play. [online] Available at: http://www.oneaccess-net.com/easyblog/entry/nfv-the-current-state-of-play [Accessed I4 Sep. 20I6].

5. QoS in an SDN. [online] Available at: http://www.nojitter.com/post/240I68323/qos-in-an-sdn [Accessed I4 Sep. 20I6].

6. OpenFlow Switch Specification Version I.5.0. (20I4), p. 277.

7. Britkin, A.

8. Recommendation ITU-T Rec. Y.I29I (05/2004) An architectural framework for support of Quality of. Service in packet networks. Summary.(2004), p. 30.

9. Recommendation ITU-T G.I0I0 (II/200I) Transmission systems and media, digital systems and networks quality of service and performance end-user multimedia QoS categories itu-t.(200I), p. I8.

Information about authors:

Vasiliy S. Elagin, PhD, associate professor, SPbSUT, St. Petersburg, Russia, Anastasiya V. Onufrienko, master student, SPbSUT, St. Petersburg, Russia

7T>