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De HFC para FTTx - Até onde a fibra pode chegar?

Você sabe por que a fibra precisa estar mais próxima dos assinantes. Os especialistas da ARRIS podem ajudar você a decidir como, quando e onde

Os provedores de serviços têm várias abordagens arquitetônicas para evolução das redes de acesso, migrando as redes híbridas de coaxial e fibra (HFC) para estender a fibra adicionalmente na rede. A implantação de várias arquiteturas em uma única rede em momentos diferentes é comum.

Eles precisam ter a capacidade de dar suporte a vários caminhos, sem investir constantemente em novas plataformas, ao habilitar 100s de gigabits of de largura de banda IP para serviços de vídeo e banda larga.

Com nossa estrutura de evolução da rede de acesso, a ARRIS pode ajudar a criar um plano de migração flexível, que atenda aos requisitos de rede atuais e futuros, e estender o valor de investimentos em redes HFC existentes.

Por que as redes estão evoluindo?

  • Requisitos de largura de banda
    Com base nas projeções atuais de largura de banda necessária para fornecer serviços de vídeo (QAM, SDV e IP) e dados, os provedores de serviços atingirão a capacidade plena de suas redes em cerca de 10 a 12 anos. Para alguns, isso pode acontecer mais cedo em áreas específicas da rede. A demanda por largura de banda na infraestrutura da rede de acesso continua a crescer, impulsionada por altas velocidades e consumo de dados.
  • Complexidade da rede
    Os provedores de serviços estão tentando simplificar a infraestrutura da rede para todos os serviços, inclusive dados de alta velocidade, voz, canais de programação, vídeo sob demanda (VOD) e novos serviços. Eles têm a oportunidade de reduzir a complexidade da rede e os gastos operacionais, e são capazes de adaptar sistemas de custo mais baixo utilizados por serviços de vídeo baseados na web para distribuição de vídeo comum.
  • Confiabilidade da rede
    Essas mudanças possibilitam maior confiabilidade da rede e qualidade de serviço (QoS).

Fiber Deep - Tendência de largura de banda
60 anos de tendências de largura de banda (Nielsen modificado)
 

Impulsionadores de decisões para provedores de serviços

  • Capacidade do headend
    Restrições de espaço, energia ou outras restrições das instalações podem impedir a adição de outros equipamentos headend. As soluções de evolução da rede incluem a capacidade de aumentar a densidade no headend usando a energia com maior eficiência ou distribuindo recursos no headend para a planta externa.
  • Economia
    Os custos de capital e operacionais, bem como a necessidade de continuar aproveitando os investimentos existentes, são sempre considerações importantes para provedores de serviços com implicações de evolução da rede para planta interna, planta externa e CPE.
  • Greenfield residencial
    A instalação de fibra para construção de casas novas custa menos que a substituição de cabos coaxiais por fibra mais tarde. Para unidades multirresidenciais, onde a fibra passa por uma alta densidade de assinantes, PON pode ser mais eficiente que outras abordagens.
  • Ambiente
    Os custos de imóveis, regulamentos de zonas, distribuição de energia, configuração da planta e outros fatores podem ditar diferentes alocações de equipamentos internos vs. externos.
  • Prazo e disponibilidade
    A viabilidade de alguns caminhos de evolução da rede depende de quando os produtos estão disponíveis no mercado, quando as especificações são finalizadas e de outros fatores fora do controle dos provedores de serviços.

Abordagens arquitetônicas para migração de redes FCD para FTTx

  • Fibra para a casa (FTTH) com modulação analógica
    Radiofrequência sobre fibra óptica (RFoG) é uma tecnologia de óptica analógica que fornece um caminho de migração para arquiteturas de redes ópticas passivas (PON). Ao substituir a parte coaxial de uma rede HFC por uma única fibra óptica e estender os sinais QAM analógicos para residências para uma RFoG-ONU, as operadoras podem continuar a usar a infraestrutura de back-office existente.
  • Fibra para o nó com modulação digital
    Uma estratégia de migração econômica em direção a FTTx que coloca a fibra mais próxima da casa de cada assinante, geralmente chamada arquitetura de acesso distribuído (DAA). A DAA reduz o número de dispositivos ativos, substitui ópticos analógicos do headend para o nó e cria espaço adicional no headend.
  • Fibra para a casa (FTTH) com modulação digital
    Para links de até 20 km ou 60 km com extensor, a PON oferece uma abordagem econômica e de baixa manutenção para adicionar taxas de dados mais altas para serviços de vídeo e outros serviços da internet, sem precisar implantar fibra individual para cada assinante.

Conheça as soluções de acesso FTTX da CommScope   

A ARRIS e a Ruckus se juntaram à CommScope – leia mais

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Radiofrequência sobre fibra óptica (RFoG) é uma tecnologia de óptica analógica que fornece um caminho de migração para arquiteturas FTTx ou xPON ao substituir a parte coaxial de uma rede HFC por uma rede óptica passiva de fibra única para aumentar a capacidade, continuando a usar a infraestrutura de back-office existente. A RFoG elimina ativos de RF (amplificadores e extensores de linha) da rede, reduzindo falhas, manutenção e requisitos de energia.

Uma rede RFoG é capaz de fornecer perfeitamente funcionalidade e serviços para assinantes de maneira comparável aos sistemas HFC atuais. A RFoG fornece aos provedores de serviços uma arquitetura similar à FTTH PON sem precisar selecionar ou implantar uma tecnologia PON.

Uma rede RFoG da ARRIS fornece vantagens de desempenho distintas sobre as redes HFC atuais

  • Expande a largura de banda upstream e downstream e estende significativamente o alcance da rede eliminando o ruído e a entrada de RF inerentes em implantações coaxiais.
  • Custos de operação e manutenção significativamente mais baixos ao eliminar a necessidade de nós HFC e amplificadores de RF.
  • Custos de energia mais baixos e uma alternativa mais ecológica ao fornecimento coaxial, com o benefício adicional de menos tempo de inatividade da rede devido a interrupções de energia.
  • Conexão eficiente entre as arquiteturas HFC e FTTx, e fornece a infraestrutura necessária para a transição para redes PON 10G totalmente em fibra de alta largura de banda.
  • Imunidade a fatores ambientais que podem causar a degradação física do cabeamento coaxial ao longo do tempo.
  • Uma opção mais econômica para unidades multirresidenciais (MDU) e implantações rurais.
  • Várias opções para eliminar a interface de batimento óptico (OBI) na rede.
  • Comparável ao desempenho de HFC em implantações greenfield residenciais suburbanas.

 
Fiber Deep - HFC para RFoG

Nem todas as soluções RFoG são iguais

A ARRIS oferece uma ampla variedade de soluções inovadoras que eliminam a OBI em redes RFoG e dão suporte à transição para serviços DOCSIS 3.1:

  • Família AgileMax® de dispositivos de distribuição de fibra
    Ao substituir os divisores ópticos encontrados nas arquiteturas RFoG tradicionais, a tecnologia de distribuição óptica ativa de AgileMax elimina completamente a OBI da rede, mesmo se implantar vários lasers upstream ativos e atingir grupos de serviço de até 1024 casas servidas em uma única porta de receptor óptico de headend. AgileMax dá suporte a R-ONU "não sintonizáveis", menos caros, e pode ser usada com a tecnologia VHub para estender o alcance de sua rede para mais de 20 km.
  • R-ONUs livres de OBI
    As R-ONU livres de OBI da ARRIS permitem aos provedores de serviços selecionar um entre dezesseis comprimentos de onda upstream para cada unidade por meio de uma chave rotativa interna, fornecendo separação de comprimento de onda suficiente para evitar OBI. Esta abordagem de gerenciamento de comprimento de onda permite que múltiplos R-ONU livres de OBI transmitam simultaneamente em um único receptor óptico upstream sem oportunidade de OBI.

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A arquitetura de acesso distribuído (DAA) estende a parte digital do headend para o nó ou prateleira PHY, e coloca a interface RF no limite óptico para coaxial dentro do nó (Remote PHY). 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.

A DAA pode ser implementada gradualmente em conjunto com upgrades normais da planta e de serviços, a princípio deixando os serviços herdados intocados, e a seguir migrando gradualmente a funcionalidade RF para o nó.
    

Fiber Deep - Arquitetura de acesso distribuído

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
    • Divide o escopo da alteração à base de nó a nó
    • 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.

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
  • 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.

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 remoto. A maior parte do processamento e modulação do sinal ocorre na rede de acesso, não no headend.

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. Essa abordagem estende o valor de investimentos na rede HFC e permite uma transição futura perfeita e rentável para uma rede totalmente IP para todos os serviços atuais e futuros.

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.

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Para provedores de serviços para os quais a capacidade ou a concorrência de outros serviços de fibra é tal que requer serviços simétricos multigigabit (upstream e downstream), Fibra para a casa (FTTH) por meio de uma rede Ethernet óptica passiva (EPON) é a resposta.

Isso permite aos provedores de serviço:

  • Conduzir a fibra até a última milha para clientes comerciais e residenciais usando instalações de rede comuns
  • Aumentar a receita com clientes de serviços comerciais de alto valor
  • Maximizar o investimento em sistemas de provisionamento DOCSIS® com soluções de provisionamento DPoE para dispositivos gateway da PON
  • Reduzir os custos operacionais sem a necessidade de planta externa ativa
  • Oferecer serviços simétricos e multigigabit downstream para clientes residenciais.

Principais arquiteturas de implantação para FTTH

  • Centralizada
    O OLT (Optical Line Terminal) é contido no edifício do headend ou hub, com todos os serviços sendo distribuídos usando sinalização digital para ONUs (unidades de nó óptico) em cada residência. A limitação de distância típica para projetos EPON como esse de 20 km pode ser estendida para até 80 km com extensores de PON ativos em nós ou hubs baseados na rede.
  • Distribuída
    Onde o OLT é um módulo OLT remoto (às vezes chamado PON do nó ou R-OLT) contido no local do nó ou gabinete. A limitação de distância típica da EPON de 20 km continua a mesma, mas do nó para a casa, e não do headend para a casa.
Fiber Deep - HFC para PON

Para ambas as abordagens, os padrões CableLabs® DOCSIS Provisioning of EPON (DPoE™) desenvolvidos em conjunto com operadoras de cabo possibilita a integração com sistemas de provisionamento e monitoramento de DOCSIS existentes. Para o sistema de suporte operacional do DOCSIS (OSS), um OLT EPON comporta-se como um CMTS, e uma ONU EPON opera e provisiona exatamente como qualquer outro cable modem, aproveitando investimentos de provedores de serviços em ativos e processos do OSS e do sistema de suporte aos negócios (BSS).

A plataforma ARRIS E6000 CER 10G EPON OLT usa o chassi existente para dar suporte ao módulo Gen 2 RSM-2 e cartões EPFM (módulo de fibra EPON), dando suporte para até 16 módulos ópticos 10G -EPON, que substituem os módulos D-CAM e U-CAM.

Para redes greenfield típicas, a EPON centralizada simplifica a implantação onde o OLT do nó fornece uma estratégia de migração para implantações de provedores de serviços em redes brownfield.
                      

Breve avaliação de sistemas CAA e DAA DPoE
ÁreaOLT EPON 10G com comprimentos de onda padrãoOLT remoto (R-OLT)
Localização do hardware do subsistema DPoE Somente instalação 90% no campo
Futuro suporte à arquitetura de SDN Sim Sim
Ativos da planta Nenhum  Alto 
Espaço da planta Nenhum Alto
Utilização de fibra 1 (Fraco) 16
Distância da área de atendimento 10 km a 20 km Nenhum limite para o nó
20 km para ONUs
Consolidação de instalações Limite até 20 km Nenhum limite para o nó
20 km para ONUs
Custo por cliente 64 ass. da concorrência vs. 128 PON est. Custo mais baixo com excesso de assinaturas

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Nós ópticos da série NC2000
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E6000 Converged Edge Router
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Comutadores IP ICX para DAA
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