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Arquitetura de acesso distribuído (DAA)

Capacidades de vídeo e dados para evolução da rede distribuída

O uso de largura de banda continua a crescer a cada ano, uma tendência fomentada pelo consumo de vídeo pelos consumidores de serviços de vídeo pela internet. Os provedores de serviço buscam ampliar suas ofertas de serviço para fornecer vídeo IP, vídeo em 4K e serviços empresariais. Atender à demanda de rede, além de restrições práticas em suas operações de rede, incluindo espaço físico, consumo de energia e resfriamento no headend, está fomentando a evolução da rede.

A arquitetura de acesso distribuído (DAA) possibilita a evolução das redes de cabos ao descentralizar e virtualizar as funções de rede e headend. A DAA amplia a porção digital do domínio de hub ou headend para o nó de fibra óptica e coloca a interface digital para RF no limite óptico/coaxial do nó. Substituir a fibra óptica analógica do headend converte o link da fibra em um link Ethernet de fibra digital, aumentando a largura de banda disponível e melhorando a eficiência da fibra (comprimento de onda e distância) e o alinhamento direcional com os sistemas NFV/SDN/FTTx do futuro.

As redes HFC são definidas por conexões de fibra analógica. A DAA substitui a fibra analógica com conexões de IP (fibra digital) e cria uma rede definida por software que oferece suporte a:

  • Evolução do nó com Remote PHY e Remote MAC-PHY
  • Transição para fibra óptica digital, removendo os lasers analógicos
  • Fibra digital mais perto da residência do assinante
  • Migração para data centers centralizados
  • Gerenciamento flexível de publicidade, linhas de canais e largura de banda.
              
Arquitetura de acesso distribuído – DAA

Vantagens de uma abordagem de DAA

  • Eficiência de rede
    • Mais capacidade de rede e manutenção mais simples da planta externa
    • Evolução do nó com Remote PHY, Remote MAC-PHY e Remote 10G EPON OLT
    • Melhor qualidade de sinal no fim da linha, taxas de modulação mais altas e taxas de fluxo de dados mais altas
    • Melhor eficiência espectral e mais comprimentos de onda por fibra.
  • Benefícios operacionais e econômicos
    • Redução dos requisitos de energia, espaço e resfriamento do headend
    • Consolidação de hub
    • Adicione QAM sem mudar a rede de combinação de RF
    • Configuração única de fibra digital.
  • Convergência de IP
    • Amplie a rede IP para o nó
    • Alinhamento com a estrutura de FTTx
    • Capacidade de utilizar interconectividade baseada em padrões e economias de escala.

Para os provedores de serviço, os recursos para operar uma fibra adicional, implementar divisões de nós e atualizar instalações de headend exigem um investimento significativo. A DAA pode ser implementada gradualmente com atualizações normais de instalações e serviços e sem interromper serviços legados.

Com um comprometimento de longo prazo com o setor de cabos, a ARRIS tem mais de 20 anos de experiência, desenvolvimento e suporte contínuos no fornecimento de serviços de banda larga e vídeo:

  • Dados de alta velocidade
  • CMTS
  • Infraestrutura de HFC
  • Infraestrutura de vídeo
  • CPE (cable modems, set-tops, gateways)
  • Transição de FTTx
  • Suporte a back office
  • Serviços operacionais.

Informações relacionadas

No núcleo de dados, os provedores de serviço precisam de mais capacidade de largura de banda no headend de suas plataformas de CCAP integrado, com a capacidade de ampliar os serviços conforme aumentam. Eles querem a flexibilidade para oferecer suporte a HFC, DAA e PON ao mesmo tempo em que otimizam o investimento em sua base instalada de serviços e hardware de rede.

O ARRIS E6000® Converged Edge Router (CER) é uma plataforma flexível para CCAP integrado e arquiteturas distribuídas que oferece aos provedores de serviço a capacidade de otimizar os recursos por meio de:

  • Plataforma única para I-CCAP, CCAP Core para DAA e PON
  • Mais densidade do grupo de serviço e eficiência energética com o CCAP Core
  • Capacidade de taxa de transferência de dados líder do setor
  • O modelo de licenciamento com atualização flexível preserva o investimento de CAPEX já existente no E6000 CER.

Na borda de acesso, atender à demanda de largura de banda do assinante inevitavelmente exige divisões de nós, levando a fibra mais profundamente na rede.

  • Aumente o espectro para 1,2 GHz, mova no meio da divisão
  • Mova os ópticos digitais para o nó
  • Reduza o número de casas passadas por nó
  • Aumente o número de lambdas por nó.

E6000 Converged Edge Router

O roteiro da ARRIS inclui as arquiteturas de Remote PHY e Remote MAC-PHY como parte da estrutura de evolução de rede de acesso, fornecendo soluções modulares para vários caminhos de atualização de rede.

A Remote PHY move a camada de modulação/demodulação de RF física do CMTS para os nós de Remote PHY ou para uma prateleira Remote PHY em um local de hub. Remover o laser analógico do headend converte o link da fibra em um link Ethernet (fibra) digital. A porção analógica da rede é mais curta e remove o ruído que poderia ser introduzido por instalações longas de fibra analógica, melhorando o desempenho de RF e resultando em mais largura de banda disponível. Além disso, mais comprimentos de onda podem ser suportados na fibra entre o headend e o nó da fibra.

A Remote MAC-PHY é outra opção de arquitetura de acesso distribuído que move a funcionalidade de MAC (vídeo e dados) e PHY para a prateleira ou nó remotos. A maior parte do processamento e modulação do sinal ocorre na rede de acesso, não no headend.

Tanto a Remote PHY quanto a Remote MAC-PHY têm suas vantagens. A Remote PHY é uma excelente forma de atender a hubs menores e nós raramente carregados com menos equipamentos de headend e menos alterações à estrutura de fornecimento e gerenciamento, enquanto a Remote MAC-PHY é mais adequada para identificar implantações ou nós com instalações mais longas de fibra. Um benefício adicional da Remote PHY é que as atividades de especificação do CableLabs® possibilitam a integração de sistemas multifornecedores baseados em padrões.

Comutação Ethernet óptica ICX

Em uma solução Remote PHY, uma rede interconectada convergida (CIN) conecta dispositivos R-PHY (RPD) ao CCAP Core que contém o processamento de MAC, como o E6000 da ARRIS. Também interconecta o CCAP Core ao núcleo de vídeo e aos sistemas de gerenciamento. A família de comutadores ICX oferece comutação Ethernet óptica robusta de alto desempenho com a flexibilidade de evoluir de redes simples de uma camada, adequadas para implementações pequenas e médias, para arquiteturas leaf-spine altamente escaláveis.

Soluções de DAA da ARRIS

  • E6000® Converged Edge Router eCORE (Gen2) para serviços de dados – uma plataforma atualizável com suporte para HFC, DAA e PON
  • Plataformas de nós flexíveis com capacidade de suporte à evolução de HFC, DAA e PON
  • Software para headend de vídeo e núcleo de vídeo virtualizado Video Unified Edge (VUE) que oferece suporte a todos os modos de DAA e backbones de fluxo de transporte MPEG-2 ou IP
  • Comutadores Ethernet ópticos ICX para agregação de OLT remoto e rede interconectada convergida (CIN)
  • Soluções para serviços e aplicações de orquestração, inteligência e gerenciamento para implantação, automação e desempenho de sistemas
  • Consultoria de planejamento e modelagem, e serviços de evolução de rede.
Exemplo de arquitetura leaf-spine Remote-PHY
Exemplo de arquitetura leaf-spine Remote-PHY
 

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Junto com as alterações que os provedores de serviço estão fazendo para fornecer mais capacidade de banda larga, vem a necessidade de lidar com a distribuição de vídeo em suas redes de acesso. Enquanto os assinantes continuam aumentando suas exigências por vídeo IP, milhões de assinantes continuam dependendo do fornecimento tradicional de vídeo QAM.

Lidar com esse desafio leva ao núcleo de vídeo, onde o vídeo é preparado para fornecimento pela rede de acesso. Isso inclui criptografia, multiplexação, modulação e técnicas para otimizar a largura de banda enquanto o vídeo atravessa a rede.

O núcleo de vídeo tradicional focava no fornecimento de fluxos de transporte de MPEG-2 por meio de Edge QAM para serviços de broadcast (com e sem publicidade) e narrowcast (VOD e SDV). As principais funções incluem criptografia, multiplexação, modulação e comunicação interativa de duas vias com os set-tops.

Para otimizar o fornecimento tradicional de vídeo QAM, o vídeo digital comutado adiciona otimização de largura de banda para conteúdo de fluxo de transporte de MPEG-2 fornecendo somente os canais menos populares quando os assinantes em determinados grupos de serviço os solicitam.

Características do núcleo de vídeo tradicional

  • Duplicação das funções de processamento e fornecimento de vídeo para vídeo baseado em IP e MPEG-2
  • Sistemas duplos para infraestrutura de propagandas em vídeo IP e MPEG-2.
  • Capacidade de criar zonas de anúncios localizadas dinâmicas e linhas de canais limitadas pelo design do sistema de HFC analógico
Arquitetura de acesso distribuído – núcleo de vídeo tradicional

Os provedores de serviço enfrentam muitos desafios que estão gerando grandes mudanças na função e no projeto do núcleo de vídeo.

  • Suporte à evolução de rede de acesso
    Os provedores de serviço desejam uma solução de vídeo unificada que abranja todas as arquiteturas de DAA e prepare sua rede para o futuro. Conforme as redes evoluem para arquiteturas distribuídas, a modulação do vídeo para distribuição por cabos coaxiais físicos muda para os nós. O núcleo de vídeo deve se adaptar a isso e virtualizar funções que ofereçam suporte à distribuição de vídeo por meio dos modelos Remote PHY e Remote MAC-PHY.
  • Unificação do backbone de vídeo com o vídeo IP
    Hoje, existem caminhos paralelos para o processamento e fornecimento de vídeo – HLS/DASH para vídeo IP e fluxo de transporte de MPEG-2 para set-tops QAM de diferentes gerações. Além de ser ineficiente, esse modelo evita que os set-tops QAM aproveitem o investimento em novos serviços de processamento e fornecimento de vídeo IP. Ao adicionar funções virtualizadas que possibilitam uma arquitetura de backbone de rede de fornecimento de conteúdo (CDN) baseada em IP comum, o núcleo de vídeo pode reduzir os custos e aumentar a nova velocidade do serviço.
  • Otimização de largura de banda
    Conforme o uso de dados continua a aumentar, o mesmo acontece com as expectativas quanto à qualidade de vídeo (HD, 4K, HDR, VR), e o vídeo QAM continua representando uma porção significativa do espectro de rede para o futuro previsível, portanto, otimizar a largura de banda usada para o fornecimento de vídeo é crucial. Além dos avanços no processamento de vídeo que reduzem as taxas de transferências exigidas para a codificação de vídeo, abordagens baseadas em rede, como o vídeo digital comutado e o ABR multicast, otimizam a capacidade já presente na rede para aplicações de vídeo.
  • Aumento das oportunidades de anúncios em todas as telas
    Caminhos redundantes também existem no fornecimento de anúncios nas instalações de QAM e IP. Além disso, há uma grande diferença no custo e flexibilidade das duas infraestruturas de anúncios. Ao possibilitar uma abordagem unificada baseada em IP para anúncios em todos os dispositivos de assinantes, o núcleo de vídeo de nova geração introduz novos modelos de anúncios (direcionados, baseados em impressão), ao mesmo tempo em que reduz os custos.
  • Virtualização de função de rede (NFV)
    O núcleo de vídeo de nova geração deve utilizar os avanços na virtualização de função de rede e na rede definida por software, possibilitando a implantação flexível de serviços de rede essenciais no hardware básico, independentemente da arquitetura de rede.

O ARRIS Video Unified Edge (VUE) é um produto de software modular que virtualiza o núcleo de vídeo (funções de headend de vídeo e EQAM). A virtualização dessas funções permite a migração para um modelo de data center.

Aplicações para o Video Unified Edge

  • Vídeo QAM para DAA
    • Funções do VUE como o núcleo de vídeo QAM nas soluções Remote PHY e Remote MAC-PHY
    • O VUE administra transmissões de vídeo de broadcast e narrowcast para descarregar o núcleo de dados.
  • Convirja o backbone de vídeo para a CDN ABR
    • Faz a transição de todo o conteúdo de vídeo para a CDN como conteúdo com taxa de bits adaptável (ABR)
    • O VUE converte a ABR para transporte de MPEG-2 para oferecer suporte ao CPE baseado em QAM já instalado.
  • Possibilite uma estratégia de anúncios unificada
    • Realiza toda ad insertion no domínio de ABR (eliminando a necessidade de sistemas duplos de ad insertion)
    • A rede de vídeo definida por software permite zonas de anúncios programáveis para gerar anúncios direcionados.

O núcleo de vídeo do futuro torna-se um conjunto de serviços de rede virtualizados, oferecendo suporte à arquitetura de acesso distribuído e unificando o processamento de vídeo e os anúncios em torno de um conteúdo baseado em IP. O ARRIS VUE fornece as funções de vídeo QAM para oferecer suporte à DAA e à transformação do conteúdo de IP para MPEG-2 para unificar o backbone de vídeo. Outras funções do núcleo de vídeo concentram-se na otimização da largura de banda para vídeo MPEG-2 (vídeo digital comutado) e vídeo IP (ABR multicast).

Arquitetura de acesso distribuído – ARRIS Video Unified Edge

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A estrutura de evolução da rede de acesso da ARRIS oferece uma abordagem modular que evolui a rede utilizando o suporte de serviços de consultoria e evolução de rede para otimizar as estratégias de migração, planos e necessidades dos assinantes dos provedores de serviço.

Essa abordagem permite que os provedores de serviço comecem com elementos de núcleo comuns em cada uma das principais áreas afetadas do sistema – fornecimento de vídeo, serviços de dados de banda larga e a infraestrutura de acesso, permitindo que evoluam conforme determinado nos planos dos provedores de serviço.

A evolução da rede conta com o suporte de um conjunto de serviços profissionais, de modelagem, planejamento e serviços de consultoria a implantação, operações e gerenciamento. Conforme a tecnologia e a infraestrutura de rede do provedor de serviço evoluem, nós planejamos que a configuração, a implantação e os recursos de gerenciamento serão orientados por data center, com funcionalidades fornecidas como contêineres de aplicações e otimização de desempenho, além de orquestração de sistema baseada em análises aplicadas.


Estrutura de evolução da rede de acesso da ARRIS

                      
A estrutura de evolução da rede de acesso da ARRIS fornece um modelo para avaliar e determinar as arquiteturas de acesso e além:

  • Planejamento e modelagem
    Entender o estado atual da sua rede, da capacidade física ao uso atual, aplicado de forma inteligente a modelos de crescimento e desenvolvendo um plano de evolução focado no futuro.
  • Núcleo de vídeo
    Equilibrar o desejo de convergir o backbone de vídeo para o vídeo IP HTTP enquanto oferece suporte à ampla base instalada de set-tops QAM, que evoluirão para dispositivos ou set-tops IP ao longo do tempo. Possibilitando a virtualização, a ARRIS pode levar novos serviços a ambos e permitir uma solução comum de anúncios direcionados programáveis.
  • Núcleo de dados
    Com um grande investimento já aplicado ao CMTS DOCSIS, a abordagem atualizável para o E6000 CER permite que os provedores de serviço protejam seu investimento já feito, e com licenças de software ou atualizações de módulos de hardware, obtenham mais densidades de sistema enquanto migram cada CMTS, conforme exigido, para arquiteturas baseadas em DAA.
  • Borda de acesso
    Com uma ampla base instalada de nós HFC e a expectativa de migrar para uma arquitetura Node+0 no futuro, os provedores de serviço buscam uma forma otimizada de atualizar e melhorar nós existentes, bem como instalar novos nós. A ARRIS adotou uma abordagem modular ao seu projeto de nós, o que permitiu escolher a funcionalidade do nó – HFC 1,2 GHz, Remote PHY, Remote MAC-PHY com base nos planos de rede. Isso oferece mais flexibilidade na evolução da rede e otimiza as despesas de capital e operacionais.
  • Sistemas de orquestração, inteligência e gerenciamento
    Com as funcionalidades sendo mais distribuídas e contando com mais virtualização de muitos dos componentes do núcleo de vídeo, do núcleo de dados e da borda de acesso, novas soluções e serviços para operações e gerenciamento são possíveis. Ao adotar uma abordagem centrada em aplicações virtualizadas e API, os provedores de serviço podem se conectar aos seus sistemas já existentes ou comprar a licença de um conjunto de aplicações da ARRIS.
  • Serviços de evolução de rede
    Lide com todos os aspectos da evolução da rede nos sistemas e equipamentos da planta externa e no headend. Trabalhando com os recursos treinados do fornecedor, podemos agilizar e otimizar as transições, ao mesmo tempo em que minimizamos as interrupções e o tempo de inatividade da rede. Oferecemos serviços de instalação, comissionamento e testes de integração, preparamos manuais operacionais completos para orientar a implantação e oferecemos aumento da equipe para ajudar a concluir a evolução com eficiência e planejar as operações contínuas. Podemos fornecer esses recursos para uma ampla gama de produtos de outras marcas e ajudar com sua integração na estrutura.

A estrutura de evolução da rede de acesso da ARRIS possibilita o crescimento a longo prazo da largura de banda para serviços de nova geração. Criada com base nos recursos já existentes nas redes do provedor de serviços e fornecendo um caminho migratório para proporcionar mais velocidade e flexibilidade do serviço por meio da distribuição das funcionalidades do headend para a rede de acesso, e virtualização da funcionalidade de sistemas de dados e vídeo.

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