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Distributed Access Architecture (DAA)

Video- und Daten-Kapazität für verteilte Netzwerkentwicklung

Die Bandbreitennutzung nimmt von Jahr zu Jahr weiter zu. Ein Trend, der von der Videonutzung von Online-Videodiensten durch private Kunden gefördert wird. Aus diesem Grund wollen Dienstanbieter ihre Dienstleistungsangebote erweitern, um IP-Video, 4K-Video und Unternehmensdienstleistungen anbieten zu können. Die Erfüllung der Netzwerkanforderungen sowie praktische Probleme bei ihrem Netzwerkbetrieb, wie physische Räume, Stromverbrauch und Kühlung von Kopfstellen, treiben die Netzwerkentwicklung voran.

Distributed Access Architecture (DAA) ermöglicht die Entwicklung von Kabelnetzwerken durch dezentrale und virtualisierte Kopfstellen- und Netzwerkfunktionen. Distributed Access Architecture (DAA) erweitert den digitalen Teil der Kopfstelle/Hub-Domäne auf den Glasfaserknoten und platziert die Digital/HF-Schnittstelle an der optischen/koaxialen Grenze. Der Austausch der analogen Optik von der Kopfstelle wandelt die Faserverbindung in eine digitale Ethernet-Verbindung um. Dadurch wird die verfügbare Bandbreite erhöht sowie die Fasereffizienz (Wellenlängen und Distanz) und die Ausrichtung mit NFV/SDN/FTTx-Systemen der Zukunft verbessert.

HFC-Netzwerke sind durch die Installation von analogen Fasern definiert. DAA ersetzt analoge Fasern mit IP-Verbindungen (digitale Fasern) und schafft ein Software-definiertes Netzwerk, das Folgendes unterstützt:

  • Knotenentwicklung mit Remote-PHY und Remote-MAC-PHY
  • Umstellung zu digitaler Optik und Entferrnung analoger Laser
  • digitale Fasern näher beim Haus des Abonnenten
  • Migration auf zentralisierte Rechenzentren
  • Flexible Werbung, Kanallisten und Bandbreitenmanagement
              
Distributed Access Architecture – DAA

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
    • reduzierte Strom-, Platz- und Kühlungsanforderungen an der Kopfstelle
    • Hubkonsolidierung
    • Hinzufügen von QAMs ohne Änderung des HF-Kombinationsnetzwerks
    • digitale LWL-Kabel („Set and Forget“)
  • IP-Konvergenz
    • Erweiterung des IP-Netzwerks bis zum Knoten
    • Ausrichtung auf die FTTx-Technik
    • Fähigkeit zur Nutzung einer standardbasierten Interkonnektivität und Größenvorteilen

Die notwendigen Mittel zur Verwendung zusätzlicher Fasern, Implementierung von Knotenteilungen und Verbesserung der Einrichtungen an den Kopfstellen erfordern von den Dienstanbietern umfassende Investitionen. DAA kann mit normalen Upgrades von Anlagen und Diensten stufenweise implementiert werden, ohne dabei traditionelle Dienste zu stören.

Mit seinem langfristigen Engagement in der Kabelindustrie bietet ARRIS mehr als 20 Jahre Erfahrung sowie kontinuierliche Entwicklung und Support bei der Lieferung von Breitband- und Videodienste:

  • Hochgeschwindigkeitsdaten
  • CMTS
  • HFC-Infrastruktur
  • Videoinfrastruktur
  • CPE (Kabelmodems, Set-Top-Boxen, Gateways)
  • FTTx-Umstellung
  • Backoffice-Support
  • Betriebsdienstleistungen

Zugehörige Informationen

Im Datenkern benötigen Dienstanbieter von ihren integrierten CCAP-Plattformen eine erhöhte Bandbreitenkapazität bei den Kopfstellen. Dienstleistungen müssen hierbei je nach Bedarf skalierbar sein. Sie wünschen sich die Flexibilität für den Support von HFC, DAA und PON bei gleichzeitiger Optimierung der Investitionen in Hardware und Dienste in ihren installierten Netzwerken.

Der ARRIS E6000® Converged Edge Router (CER) ist eine flexible Plattform für integrierte CCAP- und verteilte Architekturen, die den Dienstanbietern die Möglichkeit bietet, Ressourcen folgendermaßen zu optimieren:

  • einzelne Plattform für I-CCAP, CCAP Core für DAA und PON
  • verbesserte Servicegruppendichte und Stromeffizienz mit CCAP Core
  • branchenführende Durchsatzleistung
  • flexible Upgrades für das Lizenzmodell schützen bestehende CAPEX-Investitionen in E6000 CER

Die Erfüllung der Anforderungen der Abonnenten in Bezug auf die Bandbreiten am Access Edge erfordert zwangsläufig Knotenteilungen, was Fasern tiefer in das Netzwerk treibt.

  • Vergrößerung des Spektrums auf 1,2 GHz, Verschiebung von Mid-split
  • Verschiebung der digitalen Optik zum Knoten
  • Verringerung der Anzahl genehmigter Häuser pro Knoten
  • Erhöhung der Lambda-Anzahl pro Knoten

E6000 Converged Edge Router

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.

Remote-PHY verschiebt die physische HF-Modulations-/Demodulationsebene von den CMTS- auf die Remote-PHY-Knoten oder auf ein Remote-PHY-Shelf in einem Hub-Standort. Die Entfernung des analogen Lasers von der Kopfstelle wandelt die Faserverbindung in eine digitale Ethernet-Verbindung (Faser) um. Der analoge Teil des Netzwerks ist kürzer und entfernt Rauschen, das durch lange, analoge Faserleitungen verursacht werden könnte, und verbessert somit die HF-Leistung und die Ergebnisse bei der zunehmend verfügbaren Bandbreite. Zusätzlich können auf der Faser zwischen der Kopfstelle und dem Faserknoten mehr Wellenlängen unterstützt werden.

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

Remote-PHY sowie Remote-MAC-PHY bieten 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.

ICX Optisches Ethernet-Switching

In einer Remote PHY-Lösung verbindet ein Converged Interconnect Network (CIN) R-PHY-Geräte (RPD) mit dem CCAP-Kern, der die MAC-Verarbeitung enthält, wie zum Beispiel das ARRIS E6000. Es verbindet auch den CCAP-Kern mit dem Video-Kern und den Managementsystemen. Die ICX-Familie von Switches bietet robustes, leistungsstarkes optisches Ethernet-Switching mit der Flexibilität, sich von einfachen Single-Layer-Netzwerken, die für kleine bis mittelgroße Bereitstellungen geeignet sind, zu hoch skalierbaren Leaf-Spine-Architekturen weiterzuentwickeln.

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 Converged Interconnect Network (CIN) und Remote OLT-Aggregation
  • Orchestrierungs-, Daten- und Managementdienste sowie Anwendungslösungen für die Bereitstellung, Automatisierung und Leistung der Anlage
  • Planungs- und Modellierungsberatung sowie Netzwerkentwicklungsdienste
Beispiel einer Remote-PHY Leaf-Spine-Architektur
Beispiel einer Remote-PHY Leaf-Spine-Architektur
 

Zugehörige Informationen

Zusammen mit den von den Dienstanbietern vorgenommenen Änderungen zur Bereitstellung einer größeren Breitbandkapazität entsteht der Bedarf, sich mit der Videoverteilung auf ihren Zugangsnetzwerken zu befassen. Während die Nachfrage der Abonnenten nach IP-Video weiter steigt, vertrauen Millionen von Abonnenten weiterhin der traditionellen QAM-Videobereitstellung.

Die Bewältigung dieser Herausforderung fällt dem Video-Core zu, in dem das Video für die Bereitstellung über das Zugangsnetzwerk vorbereitet wird. Dazu gehören Verschlüsselung, Multiplexing, Modulation und Techniken zur Optimierung der Bandbreitn, während das Video das Netzwerk durchquert.

Das traditionelle Video-Core konzentriert sich auf die Bereitstellung von MPEG-2 Transportströmen über Edge QAMs für Broadcast-Dienste (mit und ohne Werbung) und Narrowcast-Dienste (VOD und SDV). Zu den wichtigsten Funktionen gehören die Verschlüsselung, Multiplexing, Modulation und interaktive Zwei-Wege-Kommunikation mit den Set-Top-Boxen.

Zur Optimierung der traditionellen QAM-Videobereitstellung fügt „Switched Digital Video“ (SDV) eine Bandbreitenoptimierung für MPEG-2-Transportstrominhalte hinzu, indem die weniger beliebten Kanäle nur dann bereitgestellt werden, wenn Abonnenten in bestimmten Servicegruppen diese anfordern.

Eigenschaften des traditionellen Video-Core

  • Duplikation der Videoverarbeitungs- und bereitstellungsfunktionen für MPEG-2 und IP-basiertem Video
  • Dualsysteme für die Werbeinfrastruktur bei MPEG-2 und IP-Video
  • Ermöglicht die Erstellung dynamischer, lokalisierter Werbezonen und Kanallisten, die durch analoges HFC-Systemdesign eingeschränkt sind
Distributed Access Architecture – Traditioneller Video-Core

Dienstanbieter müssen sich vielen Herausforderungen stellen, die dramatische Veränderungen bei sowohl Funktion als auch Design des Video-Core zur Folge haben.

  • Unterstützung der Weiterentwicklung von Zugangsnetzwerken
    Dienstanbieter wünschen sich eine einheitliche Videolösung, die alle DAA-Architekturen umfasst und das Netzwerk zukunftssicher macht. Wenn sich Netzwerke zu verteilten Architekturen weiterentwickeln, wandert die Modulation des über den physischen Koax zu verteilenden Videos zu den Knoten. Der Videokern muss sich darauf einstellen und Funktionen, die die Videoverteilung über sowohl Remote PHY- wie über Remote MAC-PHY-Modelle unterstützen, zur Virtualisierung ermitteln.
  • Vereinheitlichung des Video-Backbone zum IP-Video
    Heute stehen parallele Wege für die Videoverarbeitung und -Bereitstellung zur Verfügung – HLS/DASH für IP-Video und MPEG-2-Transportstrom für generationsübergreifende QAM Set-Top-Boxen. Dieses Modell ist nicht nur ineffizient, sondern es verhindert auch, dass das Wirkungsfeld der QAM Set-Top-Boxen den Investitionen in die neuen IP-Videoverarbeitungs- und -bereitstellungsdienste zum Durchbruch verhelfen. Durch das Hinzufügen von virtualisierten Funktionen, die ein herkömmliches IP-basiertes Content Delivery Network (CDN) mit Backbone-Architektur ermöglichen, kann Video-Core Kosten senken und die Geschwindigkeit der neuen Dienste erhöhen.
  • Bandbreitenoptimierung
    Indem die Datennutzung weiterhin einen regelrechten Boom erlebt, nehmen die Erwartungen an die Videoqualität ständig zu (HD, 4K, HDR, VR) und QAM-Video wird in absehbarer Zeit auch weiterhin einen beträchtlichen Teil des Netzwerkspektrums repräsentieren. Hierbei ist die Optimierung der für die Videobereitstellung verwendeten Bandbreiten von zentraler Bedeutung. Zusätzlich zu den Fortschritten bei der Videoverarbeitung, die die für die Videokodierung notwendigen Bitrate reduzieren, optimieren netzwerkbasierte Ansätze, wie Switched Digital Video und Multicast ABR, bestehende Netzwerkkapazitäten für Videoanwendungen.
  • Wachsende Werbemöglichkeiten auf allen Bildschirmen
    Bei der Lieferung von Werbung bei den QAM- und IP-Fußabdrücken gibt es auch redundante Wege. Zudem gibt es ein Ungleichgewicht zwischen Kosten und Flexibilität bei den beiden Werbeinfrastrukturen. Indem ein einheitlicher, IP-basierter Ansatz für die Werbung bei allen Teilnehmerendgeräten ermöglich wird, eröffnet die nächste Generation von Video-Core neue Werbemodelle (gezielt, eindrucksbasiert), während gleichzeitig die Kosten gesenkt werden.
  • Network Function Virtualization (NFV)
    Die nächste Generation von Video-Core muss Fortschritte bei Network Function Virtualization (NFV) und Software-defined Networking (SDN) nutzen, um die flexible Bereitstellung von wichtigen Netzwerkdiensten auf handelsüblicher Standardhardware, unabhängig von der Netzwerkarchitektur zu ermöglichen.

ARRIS Video Unified Edge (VUE) ist ein modulares Softwareprodukt, das Video-Core (EQAM- und Video-Kopfstellenfunktionen) virtualisiert. Die Virtualisierung dieser Funktionen ermöglicht die Migration auf ein Rechenzentrumsmodell.

Anwendungen für Video Unified Edge (VUE)

  • QAM-Video für DAA
    • VUE funktioniert wie QAM-Video-Core bei Remote-PHY- und Remote-MAC-PHY-Lösungen
    • VUE bewältigt Broadcast- und Narrowcast-Videoströme, um den Datenkern zu übertragen
  • Konvergieren von Video-Backbone auf ABR CDN
    • Umstellung von allen Videoinhalten auf CDN als ABR-Inhalte (Adaptive Bit Rate)
    • VUE wandelt ABR in MPEG-2-Transportströme um, um vorhandene, installierte QAM-basierte CPE zu unterstützen
  • Möglichkeit einer einheitlichen Werbestrategie
    • führt alle Werbungsschaltungen in ABR-Domäne durch (sodass duale Werbungsschaltsysteme nicht mehr erforderlich sind)
    • Software Defined Video Network ermöglicht programmierbare Werbezonen für zielgerichtete Werbung

Das zukünftige Video-Core wird zu einem Set an virtualisierten Netzwerkdiensten, die die Distributed Access Architecture unterstützen, die Videoverarbeitung vereinheitlichen und um den IP-basierten Inhalt werben. ARRIS VUE stellt die QAM-Videofunktionen für den Support von DAA und die Umwandlung von IP-Inhalten in MPEG-2 zur Vereinheitlichung des Video-Backbone zur Verfügung. Andere Funktionen des Video-Core konzentrieren sich auf die Bandbreitenoptimierung für MPEG-2-Video (Switched Digital Video) und IP-Video (Multicast ABR).

Distributed Access Architecture – ARRIS Video Unified Edge

Zugehörige Informationen

Das ARRIS Access Networking Evolution Framework bietet einen modularen Ansatz, der sich mit dem Netzwerk entwickelt und von Beratungs- und Netzwerkentwicklungsdienstleistungen unterstützt wird, um Netzwerk-Migrationsstrategien von Dienstanbietern, Pläne und Anforderungen der Abonnenten zu optimieren.

Dieser Ansatz erlaubt Dienstanbietern, in jedem der wichtigsten betroffenen Systembereiche mit ihren herkömmlichen Kernelementen zu beginnen – Videobereitstellung, Breitband-Datendienste und die Zugangsinfrastruktur, die es ihnen ermöglicht, sich je nach festgelegten Plänen der Dienstanbieter weiterzuentwickeln.

Die Netzwerkentwicklung wird durch eine Reihe von professionellen Dienstleistungen, wie Modellierungs-, Planungs- und Beratungsdienste sowie Bereitstellung, Betrieb und Management, unterstützt. Mit der Entwicklung von Technologie und Netzwerkinfrastrukturen der Dienstanbieter werden Konfigurations-, Bereitstellungs- und Managementkapazitäten möglich, die vom Rechenzentrum gesteuert werden, wobei die Funktionalität als Anwendungs-Container, Leistungsoptimierung und auf angewandter Analytik aufgebauter System-Orchestrierung geliefert wird.


ARRIS Access Network Evolution Framework

                      
Das ARRIS Access Network Evolution Framework bietet ein Modell zur Beurteilung und Bestimmung der Zugangsarchitekturen sowie Folgendes:

  • Planung und Modellierung
    Den gegenwärtigen Netzwerkstatus sowohl in Bezug auf die physischen Fähigkeiten als auch die aktulle Nutzung verstehen, der bei Projektwachstumsmodellen und der Entwicklung eines zukunftsorientierten Entwicklungsplans intelligent eingesetzt wird.
  • Video-Core
    Abwägung der Anforderung zur Konvergierung des Video-Backbone zu HTTP IP-Video bei gleichzeitiger Unterstützung der großen, installierten Basis an QAM Set-Top-Boxen, die sich langfristig zu IP-Set-Top-Boxen oder Geräten entwickeln werden. Durch die Virtualisierung kann ARRIS beiden Systemen neue Dienste hinzufügen und ermöglicht eine gemeinsame, programmierbare und gezielte Werbelösung.
  • Datenkern
    Dienstanbieter können ihre bereits für DOCSIS CMTS getätigten großen Investitionen dank dem aktualisierbaren Ansatz für E6000 CER schützen; mit Software-Lizenzen oder Upgrades für Hardwaremodule erreichen sie größere Systemdichten, während alle CTMS, wie gefordert, gleichzeitig auf DAA-basierte Architekturen migriert werden.
  • Access Edge
    Mit einer großen installierten Basis an HFC-Knoten und der Erwartung, in Zukunft auf eine Node+0-Architektur zu migrieren, suchen Dienstanbieter nach einer optimierten Möglichkeit, vorhandene Knoten zu aktualisieren und zu verbessern sowie neue Knoten zu installieren. ARRIS hat einen modularen Knotendesign-Ansatz gewählt, der eine Auswahl der Knoten-Funktionalitäten ermöglicht – HFC 1,2 GHz, Remote-PHY, Remote-MAC-PHY, je nach Netwerkplänen. Dadurch wird eine größere Netzwerk-Entwicklungsflexibilität garantiert und sowohl Betriebs- als auch Investitionsausgaben optimiert.
  • Orchestrierungs-, Daten- und Managementsysteme
    Durch eine zunehmend verteiltere Funktionalität und verbesserten Virtualisierung vieler Komponenten von Video-Core, Datenkern und Access Edge sind neue Lösungen und Dienste in Bezug auf Betrieb und Management möglich. Mit einem API- und virtualisierten, anwendungsorientierten Ansatz können sich Dienstanbieter entweder mit ihren vorhandenen Systemen verbinden oder eine Lizenz für die Anwendungssuite von ARRIS erwerben.
  • Netzwerkentwicklungsdienste
    Ansprechen aller Aspekte der Netzwerkentwicklung, von Ausrüstung und Systemen für Kopfstellen und Außennetzen. Indem wir mit von Dienstanbietern geschulten Ressourcen arbeiten, sind wir in der Lage, den Übergang zu optimieren und gleichzeitig Störungen und Netzwerkausfälle zu minimieren. Wir bieten Installations-, Inbetriebnahme- und Testintegrationsdienste an, wir bereiten komplette operative Playbooks vor, um die Bereitstellung zu unterstützen, und wir bieten Personalverstärkung an, um bei der effizienten Entwicklungsfertigstellung von geplanten und laufenden Vorgängen zu helfen. Wir stellen diese Möglichkeiten über eine umfangreiche Reihe an Nicht-ARRIS-Produkten bereit und wir unterstützen bei der Integration in den Framework.

Das ARRIS Access Network Evolution Framework ermöglicht ein langfristiges Bandbreitenwachstum für Dienste der nächsten Generation. Auf bestehenden Möglichkeiten innerhalb von Dienstanbieter-Netzwerken aufbauen und Bereitstellung eines migratorischen Weges zu größerer Dienstleistungsflexibilität und -geschwindigkeit durch Verteilung von Kopfstellen-Funktionalität auf das Zugangsnetz und Virtualisierung der Video- und Datensystemfunktionalität.

Zugehörige Informationen

Lösungsprodukte

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
E6000r Remote PHY Shelf
E6000r Remote PHY Shelf
2-HE-Shelf mit Platz für bis zu drei Remote PHY Devices (RPD)
ARRIS Video Unified Edge (VUE)
ARRIS Video Unified Edge (VUE)
Virtualisierte Video-Kopfstelle für DAA- und IP-Video-Konvergenz
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
ICX IP-Switches für DAA
ICX IP-Switches für DAA
Ethernet-Switches für Remote PHY CIN