Evolution der Verteilten Zugangsarchitektur (DAA)

Datenkern und Zugangsrand

Im Datenkern benötigen Dienstanbieter von ihren integrierten CCAP-Plattformen eine erhöhte Bandbreitenkapazität an der Kopfstation mit der Möglichkeit, die Dienste bei Wachstum zu skalieren. Sie erwarten Flexibilität für die Unterstützung von HFC, DAA und PON – alles bei gleichzeitiger Optimierung der Investitionen in die bereits installierte Basis der Netzwerkhardware und -dienste.

Der CommScope E6000® Converged Edge Router (CER) ist eine flexible Plattform für integrierte CCAP- und verteilte Architekturen, die es Dienstanbietern ermöglicht, Ressourcen als eine einzige Plattform für I-CCAP, CCAP-Core für DAA und PON zu optimieren. Die Vorteile:

• Erhöhte Servicegruppendichte und Leistungseffizienz mit CCAP-Kern
• Branchenführende Datendurchsatzkapazität
• Flexible Upgrade-Lizenzen, die bestehende CapEx-Investitionen in E6000 CER aufrechterhalten

Am Zugangsrand erfordert die Erfüllung des Bandbreitenbedarfs der Teilnehmer unweigerlich Knotenaufteilungen, die die Glasfaser tiefer in das Netzwerk einbringen:

• Steigerung des Spektrums auf 1.2 GHz, Verschiebung der Mittelaufteilung
• Verschiebung der digitalen Optik zum Knoten
• Reduzierung der Anzahl der pro Knoten durchlaufenen Haushalte
• Höhere Anzahl von Lambdas pro Knoten

Die CommScope-Roadmap umfasst sowohl Remote-PHY- als auch Remote-MAC-PHY-Architekturen als Teil des Frameworks für die Entwicklung von Zugangsnetzen – modulare Lösungen für verschiedene Netzwerk-Upgrade-Pfade.

Remote-PHY verschiebt die physikalische Hochfrequenz-Modulations-/Demodulationsschicht vom CMTS zu Remote-PHY-Knoten oder zu einem Remote-PHY-Shelf an einem Hub-Standort. Durch das Entfernen des analogen Lasers von der Kopfstation wird die Glasfaserverbindung in eine digitale Ethernet-(Glasfaser-)Verbindung umgewandelt. Der analoge Teil des Netzwerks ist kürzer und entfernt Rauschen, das durch lange analoge Glasfaserstrecken eingeführt werden könnte – was die Hochfrequenzleistung verbessert und zu einer höheren verfügbaren Bandbreite führt. Darüber hinaus können mehr Wellenlängen auf der Glasfaser zwischen der Kopfstation und dem Glasfaserknoten unterstützt werden.

Remote-MAC-PHY ist eine weitere Architekturoption für den verteilten Zugriff, die die MAC- (Video und Daten) und PHY-Funktionalität zum Remote-Knoten oder -Shelf verlagert. Der Großteil der Signalverarbeitung und -modulation findet im Zugangsnetz statt, nicht in der Kopfstation.

Sowohl Remote-PHY als auch Remote-MAC-PHY haben ihre Vorteile. Remote-PHY ist eine ausgezeichnete Möglichkeit, kleinere Hubs und wenig ausgelastete Knoten mit weniger Kopfstationen und weniger Änderungen an der Bereitstellungs- und Verwaltungsinfrastruktur zu bedienen, während sich Remote-MAC-PHY besser für punktgenaue Implementierungen oder Knoten mit langen Glasfaserstrecken eignet. Ein zusätzlicher Vorteil von Remote-PHY ist, dass die CableLabs®-Spezifikationsaktivitäten eine standardbasierte, herstellerunabhängige Systemintegration ermöglichen.

ICX optisches Ethernet-Switching

Bei einer Remote-PHY-Lösung verbindet ein konvergiertes Interconnect-Netzwerk (CIN) R-PHY-Geräte (RPDs) mit dem CCAP-Kern, der die MAC-Verarbeitung enthält, wie z. B. das CommScope E6000. Es verbindet auch den CCAP-Kern mit dem Videokern und den Verwaltungssystemen. Die CommScope ICX-Switch-Familie stellt robustes, hochleistungsfähiges optisches Ethernet-Switching mit der Flexibilität bereit, sich von einfachen einschichtigen Netzwerken für kleine/mittlere Einsätze bis hin zu hoch skalierbaren Leaf-Spine-Architekturen zu entwickeln.

CommScope-DAA-Lösungen

• E6000® konvergierter Edge-Router eCORE (Gen2) für Datendienste – eine nachrüstbare Plattform, die HFC, DAA und PON unterstützt
• Flexible Knotenplattformen mit der Fähigkeit, die Weiterentwicklung von HFC, DAA und PON zu unterstützen
• Video Unified Edge (VUE) virtualisierte Videokern- und Video-Kopfstationssoftware, die alle DAA-Modi und IP- oder MPEG-2-Transportstrom-Backbones unterstützt
• ICX optische Ethernet-Switches für konvergiertes Interconnect-Netzwerk (CIN) und Remote-OLT-Aggregation
• Orchestrierungs-, Überwachungs- und Managementdienste und Anwendungslösungen für die Bereitstellung, Automatisierung und Leistungsoptimierung von Systemen
• Beratung bei der Planung und Modellierung sowie bei der Weiterentwicklung von Netzwerken

Die Zukunft des Videokerns

Zusätzlich zu den Änderungen, die eine größere Breitbandkapazität bereitstellen sollen, müssen Dienstanbieter sich mit der Verbreitung von Videos in ihren Zugangsnetzen befassen. Während die Anforderungen der Teilnehmer an IP-Video weiter steigen, verlassen sich Millionen von Teilnehmer weiterhin auf die traditionelle QAM-Videobereitstellung.

Die Bewältigung dieser Herausforderung ist Aufgabe des Videokerns, wo das Video für die Bereitstellung über das Zugangsnetz vorbereitet wird. Dazu gehören Verschlüsselung, Multiplexing, Modulation und Techniken zur Optimierung der Bandbreite, während das Video das Netzwerk durchläuft.

Merkmale des traditionellen Videokerns:

• Duplizierung der Verarbeitungs- und Bereitstellungsfunktionen für MPEG-2- und IP-basiertes Video
  • Bereitstellung von MPEG-2-Transportströmen über Edge-QAM für Fernsehsendungen (mit und ohne Werbung) und Schmalband-Dienste (VOD und geschaltetes Digitalvideo [SDV])
  • SDV fügt eine Bandbreitenoptimierung für MPEG-2-Transportstrom-Inhalte hinzu, indem die weniger populären Kanäle nur dann bereitgestellt werden, wenn die Teilnehmer in bestimmten Dienstgruppen diese anfordern.
• Duale Systeme für die Werbeinfrastruktur auf MPEG-2- und IP-Video
• Wichtige Funktionen umfassen die Verschlüsselung, Multiplexing, Modulation und interaktive Zwei-Wege-Kommunikation mit den Set-Tops
• Die Möglichkeiten zur Erstellung dynamischer, lokalisierter Werbezonen und Kanalaufstellungen sind durch das Design analoger HFC-Systeme begrenztDienstanbieter sehen sich vielen Änderungen sowohl in der Funktion als auch im Design des Videokerns gegenüber.

• Unterstützung der Weiterentwicklung von Zugangsnetzen
  Dienstanbieter benötigen eine einheitliche Videolösung, die alle DAA-Architekturen abdeckt und ihr Netzwerk zukunftssicher macht. Mit der Entwicklung von Netzwerken zu verteilten Architekturen verschiebt sich die Modulation des Videos zur Verteilung über die physische Koaxialleitung zu den Knoten. Der Videokern muss sich daran anpassen und Funktionen virtualisieren, die die Videoverteilung sowohl über Remote-PHY- als auch über Remote-MAC-PHY-Modelle unterstützen.
• Vereinheitlichung des Video-Backbone zu IP-Video
  Heute gibt es parallele Pfade für die Videoverarbeitung und -bereitstellung – HLS/DASH für IP-Video und MPEG-2-Transportstrom für Mehrgenerationen-QAM-Set-Tops. Dieses Modell ist nicht nur ineffizient, sondern verhindert auch, dass QAM-Set-Top-Aufbauten die Investitionen in neue IP-Videoverarbeitungs- und -bereitstellungsdienste wirksam nutzen können. Durch Hinzufügen von virtualisierten Funktionen, die eine gemeinsame IP-basierte Content Delivery Network (CDN)-Backbone-Architektur ermöglichen, können mit dem Videokern die Kosten gesenkt und die Geschwindigkeit neuer Dienste erhöht werden.
• Bandbreiten-Optimierung
  Die Optimierung der Bandbreitennutzung ist von entscheidender Bedeutung, da die Datennutzung weiter explosionsartig ansteigt, die Erwartungen an die Videoqualität weiter zunehmen (HD, 4K, HDR, VR) und QAM-Video auf absehbare Zeit weiterhin einen bedeutenden Teil des Netzwerkspektrums ausmacht. Die Fortschritte in der Videoverarbeitung führen zu einer weiteren Reduzierung der für die Videokodierung erforderlichen Bitraten, und netzwerkbasierte Ansätze wie Switched Digital Video und Multicast Adaptive Bitrate (ABR) optimieren die vorhandene Netzwerkkapazität für Videoanwendungen.
• Wachsende Werbemöglichkeiten auf allen Bildschirmen
  Die Kosten und die Flexibilität der beiden Werbeinfrastrukturen sind sehr unterschiedlich. Durch die Bereitstellung eines einheitlichen IP-basierten Ansatzes für die Werbung auf allen Teilnehmergeräten eröffnet der Videokern der nächsten Generation neue Werbemodelle (zielgerichtet, impressionsbasiert) und senkt gleichzeitig die Kosten.
• Virtualisierung von Netzwerkfunktionen (NFV)
  Der Videokern der nächsten Generation muss Fortschritte bei der Virtualisierung von Netzwerkfunktionen und softwaredefinierten Netzwerken nutzen und die flexible Bereitstellung von wichtigen Netzwerkdiensten auf handelsüblicher Hardware unabhängig von der Netzwerkarchitektur ermöglichen.

Unser Video Unified Edge (VUE) ist ein modulares Softwareprodukt, das den Videokern virtualisiert (EQAM- und Video-Kopfstationsfunktionen). Die Virtualisierung dieser Funktionen ermöglicht die Migration zu einem Rechenzentrumsmodell.

Anwendungen für Video Unified Edge:

• QAM-Video für DAA
  • VUE fungiert als QAM-Videokern in Remote-PHY- und Remote-MAC-PHY-Lösungen
  • VUE verarbeitet Broadcast- und Schmalband-Videoströme, um den Datenkern zu entlasten
• Konvergieren des Video-Backbone zu ABR CDN
  • Umstellung aller Videoinhalte auf den CDN-ABR-Inhalt
  • VUE konvertiert ABR in MPEG-2-Transport, um bereits installierte QAM-basierte CPE zu unterstützen
• Ermöglicht eine einheitliche Werbestrategie
  • Durchführung aller Anzeigeneinblendungen in der ABR-Domäne (wodurch die Notwendigkeit von doppelten Anzeigeneinblendungssystemen entfällt)
  • Software-definiertes Videonetzwerk ermöglicht programmierbare Werbezonen für zielgerichtete Werbung

Der Videokern der Zukunft wird zu einer Reihe von virtualisierten Netzwerkdiensten, die DAA unterstützen und die Videoverarbeitung und Werbung in IP-basierten Inhalten vereinheitlichen. CommScope VUE stellt die QAM-Videofunktionen zur Unterstützung von DAA und zur Umwandlung von IP-Inhalten in MPEG-2 bereit, um das Video-Backbone zu vereinheitlichen. Weitere Funktionen des Videokerns konzentrieren sich auf die Bandbreitenoptimierung für MPEG-2-Video (Switched Digital Video) und IP-Video (Multicast ABR).

CommScope Access Network Evolution Framework

Unser Access Network Evolution Framework stellt einen modularen Ansatz bereit, der sich mit dem Netz weiterentwickelt, unterstützt durch Beratungs- und Netzentwicklungsdienste zur Optimierung der Netzmigrationsstrategien, Pläne und Teilnehmerbedürfnisse der Dienstanbieter.

Dieser Ansatz ermöglicht es Dienstanbietern, mit gemeinsamen Kernelementen in jedem der wichtigsten betroffenen Systembereiche (Videobereitstellung, Breitband-Datendienste und Zugangsinfrastruktur) zu beginnen, so dass diese sich entsprechend den Plänen des Dienstanbieters weiterentwickeln können.

Die Weiterentwicklung des Netzwerks wird durch eine Reihe professioneller Dienstleistungen unterstützt, von der Modellierung, Planung und Beratung bis hin zu Bereitstellung, Betrieb und Verwaltung. Im Zuge der Weiterentwicklung sowohl der Technologie als auch der Netzwerkinfrastruktur des Dienstanbieters werden die Konfigurations-, Bereitstellungs- und Verwaltungsfunktionen vom Rechenzentrum gesteuert, wobei die Funktionen als Anwendungscontainer bereitgestellt werden und die Leistungsoptimierung und Systemorchestrierung auf der Grundlage angewandter Analysen erfolgt.

Das Access Network Evolution Framework stellt ein Modell zur Bewertung und Auswahl von Zugangsarchitekturen und mehr bereit:

• Planung und Modellierung
  Mit der detaillierten Kenntnis des gegenwärtigen Zustands Ihres Netzwerks – sowohl von der physischen Leistungsfähigkeit als auch von der aktuellen Nutzung – werden Sie in die Lage versetzt, intelligente Wachstumsmodelle zu erstellen und einen zukunftsweisenden Entwicklungsplan zu entwickeln.
• Videokern
  Dabei wird das Bestreben ausgeglichen, das Video-Backbone zu HTTP-IP-Video zu konvergieren und gleichzeitig die große installierte Basis von QAM-Set-Tops zu unterstützen, die sich im Laufe der Zeit zu IP-Set-Tops oder -Geräten entwickeln werden. Durch die Virtualisierung kann CommScope neue Dienste für beide bieten und eine gemeinsame programmierbare Lösung für gezielte Werbung ermöglichen.
• Datenkern
  Da bereits große Investitionen in DOCSIS CMTS getätigt wurden, haben Dienstanbieter mit dem erweiterbaren Konzept für E6000 CER die Möglichkeit, ihre bestehenden Investitionen zu schützen und mit Software-Lizenzen oder Hardware-Modul-Upgrades eine höhere Systemdichte zu erreichen, während jedes CMTS wie erforderlich auf DAA-basierte Architekturen migriert wird.
• Zugangsrand
  Mit einer großen installierten Basis von HFC-Knoten und der Perspektive der zukünftigen Migration auf eine Node+0-Architektur suchen Dienstanbieter nach einem optimierten Weg, bestehende Knoten zu aktualisieren und neue Knoten zu installieren. CommScope hat bei seinem Knotendesign einen modularen Ansatz gewählt, der die Wahl der Knotenfunktionalität – HFC 1.2 GHz, Remote-PHY, Remote-MAC-PHY – auf der Grundlage von Netzwerkplänen ermöglicht. Dies stellt eine größere Flexibilität bei der Netzwerkentwicklung bereit und optimiert sowohl CapEx als auch OpEx.
• Orchestrierungs-, Überwachungs- und Verwaltungssysteme
  Mit der stärker verteilten Funktionalität und der steigenden Virtualisierung vieler Komponenten des Videokerns, des Datenkerns und der Zugangsrandkomponenten sind neue Lösungen und Dienste für Betrieb und Management möglich. Durch die Nutzung von API und eines virtualisierten anwendungszentrierten Ansatzes haben Dienstanbieter die Wahl, entweder eine Schnittstelle zu ihren bestehenden Systemen herzustellen oder eine Anwendungssuite von CommScope zu lizenzieren.
• Entwicklungsdienste für Netzwerke
  Berücksichtigung aller Aspekte der Netzwerkentwicklung von Kopfstationen und Außenanlagen und -systemen. Durch die Zusammenarbeit mit geschulten Fachkräften des Anbieters können wir die Übergänge beschleunigen und optimieren und gleichzeitig Unterbrechungen und Netzwerkausfallzeiten minimieren. Wir bieten Installations-, Inbetriebnahme- und Testintegrationsdienste an; wir erstellen komplette Betriebshandbücher, um die Bereitstellung zu unterstützen; und wir bieten eine Personalaufstockung an, um die Entwicklung plangemäß abzuschließen und den laufenden Betrieb effizient abzuwickeln. Wir stellen diese Leistungen über eine breite Palette von Nicht-CommScope-Produkten bereit und helfen bei der Integration in das Framework.

Das CommScope Access Network Evolution Framework ermöglicht ein langfristiges Bandbreitenwachstum für Dienste der nächsten Generation, indem es auf den vorhandenen Fähigkeiten der Dienstanbieternetze aufbaut und einen Migrationspfad bietet, der durch die Verteilung der Kopfstationsfunktionen an das Zugangsnetz und die Virtualisierung der Funktionen von Video- und Datensystemen eine größere Flexibilität und Geschwindigkeit der Dienste ermöglicht.