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Von HFC bis FTTx – Wo stoßen LWL-Leitungen an ihre Grenzen?

Sie wissen, warum Glasfaserkabel näher am Teilnehmer verlegt werden müssen. Die Experten bei ARRIS können Ihnen bei der Entscheidung behilflich sein, wie, wann und wo dies geschehen soll.

Dienstanbieter haben diverse Architekturmöglichkeiten zur Weiterentwicklung ihrer Zugangsnetzwerke zur Auswahl, wenn sie Hybrid Fiber Coax (HFC) Netzwerke aufrüsten, um die LWL-Technik tiefer in das Netzwerk auszudehnen. Der Einsatz mehrerer Architekturen, zu verschiedenen Zeiten, in einem einzigen Netzwerk ist geläufig.

Sie erfordern die Fähigkeit, mehrere Pfade unterstützen zu können, ohne beim Übergang zu mehreren 100 Gigabits der IP-Bandbreite für Video- und Breitband-Dienste ständig in neue Plattformen investieren zu müssen.

Durch unser Framework für die Weiterentwicklung von Zugangsnetzwerken kann ARRIS dabei behilflich sein, einen flexiblen Migrationsplan zu erstellen, der den aktuellen und künftigen Netzwerkbedarf abdeckt und dabei den Wert der Investitionen in bestehende HFC-Netzwerke steigert.

Warum entwickeln sich die Netzwerke weiter?

  • Bandbreitenanforderungen
    Basierend auf aktuellen Vorhersagen der zur Übertragung von Videoinhalten (QAM, SDV und IP) und Daten erforderlichen Bandbreite werden die Netzwerke der Dienstanbieter in ungefähr 10 bis 12 Jahren ihre volle Kapazität erreichen. In manchen Bereichen ihrer Netzwerke wird dies möglicherweise eher geschehen. Die Nachfrage nach Bandbreite in der Infrastruktur der Zugangsnetzwerke steigt kontinuierlich an und wird von angebotenen Geschwindigkeiten und dem ansteigenden Datenkonsum stetig vorangetrieben.
  • Netzwerkkomplexität
    Dienstanbieter möchten die Infrastruktur des Netzwerks für alle Dienste, einschließlich der von Hochgeschwindigkeitsdaten, Sprache, Programmkanälen, Video on Demand (VOD) und neuen Diensten, vereinfachen. Sie haben die Möglichkeit, die Netzwerkkomplexität und die Betriebskosten zu reduzieren und in diesem Zusammenhang günstigere Kostensysteme zu übernehmen, die von webbasierten Videodiensten bei der üblichen Videoverteilung eingesetzt werden.
  • Netzwerkzuverlässigkeit
    Diese Veränderungen ermöglichen eine verbesserte Netzwerkzuverlässigkeit und Quality of Service (QoS).

Fiber Deep – Bandbreiten-Trends
60 Jahre der Bandbreiten-Trends (Nielsen modifiziert)
 

Entscheidungsargumente für Dienstanbieter

  • Kapazität der Kopfstelle
    Einrichtungsbedingte Platz-, Strom- oder sonstige Einschränkungen können den künftigen Zuwachs von Kopfstellengeräten unterbinden. Die Lösungen zur Netzwerkentwicklung umfassen die Fähigkeit, die Dichte in den Kopfstellen zu erhöhen, während der Strom effizienter eingesetzt bzw. die Ressourcen an der Kopfstelle an die Anlagen im Außenbereich verteilt werden.
  • Wirtschaftliche Aspekte
    Kapital- und Betriebskosten wie auch die Notwendigkeit, bestehende Investitionen weiterhin zu nutzen, sind immer wichtige Aspekte für Dienstanbieter, die sich mit der Netzwerkentwicklung für ihre Anlagen im Innenbereich, Anlagen im Außenbereich und CPE auseinandersetzen.
  • Neubauwohngebiete
    LWL-Kabel in Neubaugebieten zu verlegen, ist kostengünstiger als später Koaxialkabel durch LWL-Kabel zu ersetzen. Bei Mehrfamilienhäusern, wo LWL-Kabel eine große Dichte an Teilnehmern bewältigen müssen, kann PON die effizienteste Möglichkeit darstellen.
  • Umgebung
    Immobilienkosten, Bebauungsvorschriften, Stromverteilung, Anlagenkonfiguration und weitere Faktoren können Einfluss auf die Aufteilung zwischen Innen- und Außenanlagen nehmen.
  • Timing und Verfügbarkeit
    Die Machbarkeit mancher Netzwerkentwicklungswege hängt davon ab, wann Produkte auf dem Markt verfügbar sind, wann Eigenschaften endgültig feststehen und von weiteren Faktoren, die außerhalb der Kontrolle des Dienstanbieters liegen.

Architekturbezogene Herangehensweisen bei der Aufrüstung von HFC- zu FTTx-Netzwerken

  • Fiber to the Home (FTTH) mit analoger Modulation
    Bei Radio Frequency over Glass (RFoG) handelt es sich um eine Technik der analogen Optik, die die logische Aufrüstung zu Passive Optical Network (PON) Architekturen ermöglicht. Durch den Ersatz des Koaxialanteils eines HFC-Netzwerks durch einfache LWL-Kabel und die Erweiterung der analogen QAM-Signale in die Häuser zu einem RFoG-ONU können die Betreiber weiterhin die bestehende Back-Office-Infrastruktur nutzen.
  • LWL-Kabel zum Knoten mit digitaler Modulation
    Bei einer kosteneffektiven Migrationsstrategie zu FTTx, bei der die LWL-Kabel näher zu den Wohnhäusern der jeweiligen Teilnehmern verlegt werden, spricht man häufig von Distributed Access Architecture (DAA). DAA reduziert die Anzahl aktiver Geräte, ersetzt analoge Optik zwischen Kopfstelle und Knoten und schafft zusätzlichen Platz an der Kopfstelle.
  • Fiber to the Home (FTTH) mit digitaler Modulation
    Bei Verbindungen von bis zu 20 km, bzw. 60 km mit Erweiterung, stellt PON eine kosteneffektive Herangehensweise mit geringen Wartungsanforderungen dar, wenn Sie größere Datenraten für Video und andere Internetdienste hinzufügen, ohne individuelle LWL-Kabel für jeden Teilnehmer verlegen zu müssen.

Zugehörige Informationen

Bei Radio Frequency over Glass (RFoG) handelt es sich um eine Technik mit analoger Optik, die einen Migrationspfad zu FTTx- oder xPON-Architekturen darstellt, indem man den Koaxialbestandteil eines HFC-Netzwerks durch passives Single-Mode-Faser-Netzwerk ersetzt, um die Kapazität zu erhöhen, während man weiterhin die bestehende Back-Office-Infrastruktur nutzt. RFoG eliminiert aktive HF-Vorkehrungen (Verstärker und Leitungsverlängerungen) vom Netzwerk und reduziert dadurch Ausfälle und Anforderungen, was die Wartung und Stromversorgung betrifft.

Ein RFoG-Netzwerk kann Funktionalitäten und Dienste nahtlos an Teilnehmer in einer Art und Weise ausliefern, die mit aktuellen HFC-Systemen vergleichbar ist. RFoG bietet Dienstanbietern eine Architektur, die FTTH PON entspricht, ohne eine PON-Technologie auswählen oder einsetzen zu müssen.

Ein RFoG-Netzwerk von ARRIS bietet gegenüber aktuellen HFC-Netzwerken deutliche Vorteile

  • Upstream- und Downstream-Bandbreitenerhöhung und eine wesentliche Erweiterung der Netzwerkreichweite durch die Beseitigung des dem Koax-Einsatz eigenen HF-Rauschens und -Ingresses.
  • Deutlich niedrigere Betriebs- und Wartungskosten durch die Eliminierung von HFC-Knoten und HF-Verstärkern.
  • Niedrigere Energiekosten für eine umweltfreundlichere Alternative zu Koaxial mit dem zusätzlichen Vorteil von weniger Netzwerkausfällen aufgrund von Stromausfällen.
  • Effiziente Überbrückung zwischen HFC- und FTTx-Architekturen und eine Infrastruktur, die für den Übergang zu 10G-PON-Netzwerken aus ausschließlich LWL-Kabeln mit hoher Bandbreite erforderlich ist.
  • Immunität gegenüber Umweltbedingungen, die über einen gewissen Zeitraum hinweg zum physischen Zerfall von Koaxialkabeln führen können.
  • Eine wirtschaftlichere Wahl in einem Mehrfamilienhaus (Multi-Dweller Unit, MDU) und in ländlichen Gegenden.
  • Mehrere Optionen zur Eliminierung des Optical Beat Interface (OBI) im Netzwerk.
  • Vergleichbare Leistung zu HFC in Neubauwohngebieten in Vororten.

 
Fiber Deep – HFC zu RFoG

Nicht alle RFoG-Lösungen sind gleich

ARRIS bietet eine breite Palette innovativer Lösungen, die OBI in RFoG-Netzwerken beseitigen, und unterstützt den Übergang zu DOCSIS 3.1-Diensten:

  • AgileMax®-Familie von Faserdistributionsgeräten
    Die aktive optische Verteiltechnik von AgileMax eliminiert durch den Ersatz von optischen Splittern, die in traditionellen RFoG-Architekturen aufzufinden sind, OBI aus dem Netzwerk, selbst dann, wenn mehrere aktive Upstream-Laser vorhanden sind, wodurch Servicegruppen von bis zu 1024 Wohnhäusern entstehen, die über einen einzelnen optischen Kopfstellen-Empfängerport versorgt werden. AgileMax unterstützt kostengünstigere „nicht abstimmbare“ R-ONUs und kann mit VHub-Technologie genutzt werden, um die Reichweite Ihres Netzwerks auf über 20 km auszudehnen.
  • OBI-freie R-ONUs
    ARRIS OBI-freie R-ONU-Lösungen ermöglichen es Dienstanbietern, über einen internen Drehschalter eine von sechzehn Upstream-Wellenlängen für jede Einheit auszuwählen, was genug Wellenlängenabgrenzung bietet, um OBI zu vermeiden. Dieser Wellenlängenmanagement-Ansatz ermöglicht es mehreren OBI-freien R-ONU, gleichzeitig in einen einzigen optischen Upstream-Empfänger zu senden ohne die Möglichkeit von OBI.

Zugehörige Informationen

Distributed Access Architecture (DAA) erweitert den digitalen Teil der Kopfstelle zum Knoten bzw. zum PHY Shelf und verlegt die Digital-HF-Schnittstelle zur Optisch-Koaxialgrenze innerhalb des Knotens (Remote PHY). Durch den Ersatz der analogen Optikkabel in der Kopfstelle wird die LWL-Verbindung in eine digitale LWL-Ethernetverbindung umgewandelt, was die verfügbare Bandbreite und damit die LWL-Effizienz erhöht (Wellenlängen und Entfernung) und die Vorbereitung auf die NFV/SDN/FTTx-Anlagen der Zukunft bedeutet.

DAA kann abschnittsweise bei regulären Anlagen- und Dienstupgrades umgesetzt werden, wobei zunächst die bestehenden Dienste unverändert bleiben und dann abschnittsweise HF-Funktionen zum Knoten migriert werden.
    

Fiber Deep – Distributed Access Architecture

Vorteile eines DAA-Ansatzes

  • Netzwerkeffizienz
    • erhöhte Netzwerkkapazität und einfachere Wartung der Außennetze
    • Knotenentwicklung mit Remote-PHY, Remote-MAC-PHY und Remote-10G EPON OLT
    • bessere End-of-Line-Empfangsqualität, höhere Modulationsraten, höhere Bitraten
    • erhöhte Spektraleffizienz, zusätzliche Wellenlängen pro LWL-Kabel
  • Vorteile bei Betriebs- und Investitionsausgaben
    • Reduzierung der Strom-, Platz- und Kühlungsanforderungen an der Kopfstelle
    • Hubkonsolidierung
    • Hinzufügen von QAMs ohne Änderung des HF-Kombinationsnetzwerks
    • unterteilt den Änderungsaufwand in eine Knoten-zu-Knoten-Basis
    • digitale LWL-Kabel („Set and Forget“)
  • IP-Konvergenz
    • Erweiterung des IP-Netzwerks bis zum Knoten
    • Ausrichtung auf die FTTx-Technik
    • setzt standardbasierte Vernetzbarkeit und Größenvorteile ein

ARRIS DAA-Lösungen

  • E6000® Converged Edge Router eCORE (Gen2) für Datendienste – eine aktualisierbare Plattform, die HFC, DAA und PON unterstützt
  • flexible Knotenplattformen, die die Entwicklung von HFC, DAA und PON unterstützen können
  • Video Unified Edge (VUE) virtualisiert Video-Core und Video-Kopfstellen-Software, die sämtliche DAA-Modi und IP- bzw. MPEG-2-Transportstrom-Backbones unterstützt
  • ICX Optische Ethernet-Switches für Remote-OLT-Aggregation
  • Orchestrierungs-, Daten- und Managementdienste sowie Anwendungslösungen für die Bereitstellung, Automatisierung und Leistung der Anlage
  • Planungs- und Modellierungsberatung sowie Netzwerkentwicklungsdienste

Remote MAC-PHY ist eine weitere Möglichkeit der verteilten Zugangsarchitektur, bei welcher MAC (Video und Daten) und PHY-Funktionalität zum Remote-Knoten bzw. -Shelf verschoben werden. Der größte Teil der Signalverarbeitung und Modulation findet im Zugangsnetzwerk und nicht an der Kopfstelle statt.

Die ARRIS-Roadmap umfasst Remote-PHY- und Remote-MAC-PHY-Architekturen als Teil des Frameworks zur Weiterentwicklung von Zugangsnetzwerken, das modulare Lösungen für mehrere Netzwerkaktualisierungspfade anbietet. Diese Herangehensweise erhöht den Wert der Investitionen in das HFC-Netzwerk, während es einen nahtlosen und profitablen Übergang zu einem kompletten IP-Netzwerk für alle aktuellen und künftigen Dienste ermöglicht.

Remote PHY sowie Remote MAC-PHY haben gleichermaßen Vorteile. Remote-PHY ist eine hervorragende Möglichkeit, um kleinere Hubs und schwach belegte Knoten mit weniger Geräten an den Kopfstellen und weniger Veränderungen bei der Bereitstellungs- und Managementinfrastruktur zu betreiben, während Remote-MAC-PHY bei punktgenauen Bereitstellungen und Knoten mit langen LWL-Kabelleitungen besser geeignet ist. Ein weiterer Vorteil von Remote-PHY ist, dass die CableLabs®-Aktivitäten die standardbasierte Multilieferanten-Systemintegration ermöglichen.

Zugehörige Informationen

Fiber to the Home (FTTH) über ein Ethernet Passive Optical Network (EPON) ist die beste Lösung für Dienstanbieter, bei denen Leistung bzw. der Wettbewerb durch andere LWL-Dienste eine große Rolle spielt und den Einsatz von symmetrischen Multi-Gigabit-Diensten (upstream und downstream) erfordert.

Dies ermöglicht es Dienstanbietern:

  • LWL-Kabel für kommerzielle und private Kunden mit gemeinsam genutzten Netzwerkeinrichtungen vor Ort vorzusehen
  • den Umsatz mit wichtigen kommerziellen Kunden zu erhöhen
  • Investition in DOCSIS®-Bereitstellungsanlagen mit DPoE-Bereitstellungslösungen für PON-Gateway-Geräte zu maximieren
  • niedrigere Betriebskosten ohne Bedarf für aktive Anlagen im Außenbereich
  • Angebot von symmetrischen und Multi-Gigabit-Downstream-Diensten an Privatkunden

Hauptsächliche Bereitstellungsarchitekturen für FTTH

  • Zentralisiert
    Das OLT (Optical Line Terminal) befindet sich im Kopfstellen- bzw. Hub-Gebäude, wobei alle Dienste anhand von digitalen Signalen an ONUs (Optical Node Units) in den jeweiligen Haushalten verteilt werden. Die Entfernungsbegrenzung, die für EPON-Designs wie diese typischerweise 20 km ist, kann mit aktiven PON-Verlängerungen in netzwerkbasierten Knoten und Hubs auf 80 km erweitert werden.
  • Verteilt
    Wo es sich beim OLT-Modul um ein Remote-OLT-Modul (das auch Node PON oder R-OLT genannt wird) handelt, das in einem Knoten oder einem Schaltschrank untergebracht ist. Die übliche EPON-Entfernungsbegrenzung von 20 km trifft weiterhin zu, jedoch zwischen dem Knoten und dem Wohnhaus und nicht zwischen der Kopfstelle und dem Wohnhaus.
Fiber Deep – HFC zu PON

Bei beiden Herangehensweisen ermöglichen die Normen des CableLabs® DOCSIS Provisioning of EPON (DPoE™), die in Zusammenarbeit mit Kabelbetreibern ausgearbeitet wurden, die Integration in die bestehenden DOCSIS-Bereitstellungs- und Überwachungsanlagen. Ein EPON OLT verhält sich für das DOCSIS Operational Support System (OSS) wie ein CMTS, wobei ein EPON ONU wie jedes andere Kabelmodem betrieben wird und bestehende Investitionen des Dienstanbieters in OSS sowie Anlagen und Vorgänge des Business Support System (BSS) nutzt.

Die ARRIS-Plattform E6000 CER 10G EPON OLT nutzt das bestehende Gehäuse zur Unterbringung des Gen 2 RSM-2-Moduls und der EPFM-Karten (EPON Fiber Module) und unterstützt bis zu 16 10G-EPON-LWL-Module pro Modul, die D-CAM- und U-CAM-Module ersetzen.

Zentralisiertes EPON vereinfacht den Einsatz in typischen Netzwerken in Neubaugebieten, während Knoten-OLT eine Migrationsstrategie für Dienstanbieter-Netzwerke in bereits erschlossenen und bebauten Gebieten darstellt.
                      

Zusammenfassende Bewertung der CAA- und DAA-DPoE-Anlage
Bereich10G EPON OLT mit standardmäßigen WellenlängenRemote OLT (R-OLT)
Standort der Hardware des DPoE-Subsystems Ausschließlich im Gebäude 90 % in Außenanlagen
SDN Zukünftiger Architektur-Support Ja Ja
Aktive Elemente der Anlage Keine  Hoch 
Anlagen-Innenraum Keine Hoch
Einsatz von Lichtwellenleitern 1 (Schlecht) 16
Entfernung zum Einsatzbereich 10 km bis 20 km Keine Einschränkung zum Knoten
20 km zu ONUs
Einrichtungszusammenlegung Begrenzung auf 20 km Keine Einschränkung zum Knoten
20 km zu ONUs
Kosten pro Kunde 64 wettbewerbsfähige Subs im Vergleich zu 128 PON Ext. Niedrigere Kosten durch Abonnement

Zugehörige Informationen

Lösungsprodukte

Optische Knoten der NC2000-Reihe
Optische Knoten der NC2000-Reihe
Segmentierbare Knoten 1,2 GHz 1x1, 1x2 und 2x2 – Fiber Deep oder HFC
Optische Knoten der NC4000-Reihe
Optische Knoten der NC4000-Reihe
Segmentierbare Knoten 1,2 GHz 4x4 – Fiber Deep oder HFC
OM6000 Opti Max Optische Knoten
OM6000 Opti Max Optische Knoten
Segmentierbare Knoten 1,2 GHz 4x4 – Fiber Deep oder HFC
AgileMax 1RU
AgileMax 1RU
RFoG-Verteilerplattform zur vollständigen OBI-Eliminierung
E6000 Converged Edge Router
E6000 Converged Edge Router
Flexible und erweiterbare CCAP™ für integrierte, DAA- und 10G EPON-Bereitstellungen
E6000n Remote PHY
E6000n Remote PHY
Dezentrale Zugriffsmodule für DOCSIS® und QAM-Video
ICX IP-Switches für DAA
ICX IP-Switches für DAA
Ethernet-Switches für Remote PHY und Remote OLT CIN