向分布式接入架构 (DAA) 的演进
分布式网络演进的视频和数据功能
带宽使用量继续逐年增长,这一趋势是由互联网视频服务的消费者视频消费所带动的。服务提供商正在寻求扩展其服务范围,以提供 IP 视频、4K 视频和商业服务。满足网络需求以及管理其网络运营中的实际约束,包括物理空间、功耗和前端位置的散热,都在推动网络的发展。
分布式接入体系结构 (DAA) 通过对数据头端和网络功能的去中心化和虚拟化,实现了有线网络的演进。DAA 将头端或集线器域的数字部分扩展到光纤节点,并将数字到射频接口置于节点的光纤同轴边界处。取代头端的模拟光纤将光纤链路转换为数字光纤以太网链路,通过提高光纤效率(波长和距离)以及与未来 NFV/SDN/FTTx 系统的方向校准来增加可用带宽。
HFC 网络由其模拟光纤管道设施来定义。DAA 用 IP 连接(数字光纤)取代模拟光纤,创建支持以下功能的软件定义网络:
- 利用远程 PHY 和远程 MAC-PHY 进行节点演进
- 过渡到数字光纤,消除模拟激光
- 离用户家更近的数字光纤
- 迁移到集中的数据中心
- 灵活的广告、通道和带宽管理
DAA 方法的优点
- 网络效率
- 增加网络容量,简化室外设备维护
- 远程 PHY、远程 MAC-PHY 和远程 10G EPON OLT 的节点演进
- 更好的行结束信号质量,更高的调制率,更高的比特率
- 更好的光谱效率,更高的每光纤波长
- 营运及资本开支益处
- 减少头端功率、空间和冷却要求
- 中心整合
- 能够添加 QAM 而不改变射频组合网络
- 数字光纤“一劳永逸”
- IP 聚合
- 将 IP 网络扩展到节点
- 对齐 FTTx 扩建
- 能够利用基于标准的互联性和规模经济
对于服务提供商来说,运行额外的光纤、实现节点分割和升级头端设施的资源需要大量的投资。DAA 可以通过正常的设施和服务升级逐步实现,而不会中断旧有的服务。
康普长期致力于有线行业,在提供宽带和视频服务方面拥有超过 20 年的经验,并持续发展与支持:
- 高速数据
- 电缆调制解调器端接系统 (CMTS)
- HFC 基础设施
- 视频基础设施
- CPE(调制解调器、机顶盒、网关)
- FTTx 过渡
- 后台支持
- 运营服务
数据核心和接入边缘
在数据核方面,服务提供商需要从其集成的 CCAP 平台上增加头端带宽容量,并能够随着服务的增长而扩展。他们希望灵活地支持 HFC、DAA 和 PON,同时优化网络硬件和服务安装基础的投资。
康普 E6000® Converged Edge Router (CER) 是灵活的集成 CCAP 和分布式架构平台,允许服务提供商优化资源作为 I-CCAP、DAA 的 CCAP核心和 PON 的单一平台,并具有:
- 更高的 CCAP 核心服务群体密度和能效
- 行业领先的数据吞吐能力
- 保持现有在 E6000 CER 的资本支出投资的灵活的升级许可
在接入端,满足用户带宽需求不可避免地需要节点分裂,这会推动光纤深入网络,以:
- 增加频谱到 1.2 GHz,移动中间分组
- 将数字光纤移到节点
- 减少每个节点传递的 home 数量
- 增加每个节点的 lambdas 数量
作为多网络升级路径的接入网演进框架-模块化解决方案的组成部分,康普路线图包括远程 PHY 和远程 MAC-PHY 体系结构。
远程物理层将物理射频调制/解调层从 CMTS 移动到远程物理层节点或中心站点的远程物理层架上。将模拟激光器从头端移除,可将光纤链路转换为数字以太网(光纤)链路。网络的模拟部分变短,消除了长时间模拟光纤运行可能带来的噪音,改善了射频性能,因此增加了可用带宽。此外,在头端和光纤节点之间的光纤上可以支持更多的波长。
远程 MAC-PHY 是另一个分布式访问架构选项,它将 MAC(视频和数据)和 PHY 功能移动到远程节点或架上。大多数信号处理和调制发生在接入网,而不是在头端。
远程 PHY 和远程 MAC-PHY 都有各自的优势。对于头端设备更少、供应和管理基础设施的更改也较少的较小中心和负载稀疏的节点,远程 PHY 是一种很好的服务方式;而远程 MAC-PHY 更适合于精确部署或运行长光纤的节点。远程 PHY 的另一个好处是 CableLabs® 规范活动支持基于标准的多供应商系统集成。
ICX 光纤以太网交换
在远程 PHY 解决方案中,聚合互联网络 (CIN) 将 R-PHY 设备 (RPD) 连接到包含 MAC 处理的 CCAP 核心,如康普 E6000。它还将 CCAP 核心与视频核心和管理系统互连。康普 ICX 系列交换机提供了健壮的、高性能的光纤以太网交换机,其具有从适用于中小型部署的简单单层网络演变到高度可伸缩的叶-脊柱架构的灵活性。
康普 DAA 解决方案
- E6000® 数据服务聚合边缘路由器 eCORE (Gen2) 是支持 HFC、DAA 和 PON 的可升级平台
- 灵活的节点平台,支持 HFC、DAA 和 PON 的演进
- 视频统一边缘 (VUE) 虚拟视频核心和视频头端软件,支持所有 DAA 模式和 IP 或 MPEG-2 传输流骨干网
- 用于聚合互联网络 (CIN) 和远程 OLT 聚合的 ICX 光纤以太网交换机
- 支持系统部署、自动化和提高性能的编排、智能和管理服务和应用程序解决方案
- 规划和建模咨询,以及网络演进服务
视频核心的未来
除了服务提供商为提供更大的宽带容量而做出的改变之外,还需要解决接入网络上的视频分配问题。当用户不断扩大他们对 IP 视频的需求时,数百万用户继续依赖传统的 QAM 视频交付。
解决这一挑战的任务落在视频核心上,即视频准备通过接入网交付。这包括当视频通过网络时加密、多路复用、调制和优化网络带宽的技术。
传统视频核心的特点:
- 复制 MPEG-2 和基于 IP 的视频处理和传输功能
- 通过 edge QAM 交付广播电视 MPEG-2 传输流(包括广告和不包括广告)和窄播服务(VOD 和交换数字视频[SDV])
- SDV 为 MPEG-2 传输流内容增加带宽优化,做法是:当给定服务组中的用户请求时,只交付不太流行的频道。
- MPEG-2 和 IP 视频双系统广告基础设施
- 关键功能包括加密、多路复用、调制和与机顶盒的双向交互通信
- 能够创建受模拟 HFC 系统设计所限制的动态本地化广告区域和通道线路服务提供商在视频核心的功能和设计上都面临许多变化。
- 支持接入网演进
服务提供商需要统一的单个视频解决方案,其能跨越所有的 DAA 架构并为网络未来做好准备。随着网络向分布式架构演进,在物理同轴上分发的视频调制移动到节点上。视频核心必须适应这一点,并寻求通过远程 PHY 和远程 MAC-PHY 模型虚拟化支持视频分发的功能。 - 将视频骨干网和 IP 视频统一起来
今天,视频处理和交付有并行的路径:IP 视频 HLS/DASH 和多代 QAM 机顶盒的 MPEG-2 传输流。这种模式不仅效率低下,而且还会阻止 QAM 机顶盒占用新的 IP 视频处理和交付服务的投资。通过添加支持通用的基于 IP 的内容分发网络 (CDN) 主干架构的虚拟化功能,视频核心可以降低成本并提高新的服务周转速度。 - 带宽优化
优化带宽使用至关重要,因为数据使用持续激增,视频质量预期持续增长(HD、4K、HDR、VR),而 QAM 视频在可预见的未来仍然是网络频谱的重要组成部分。视频处理的进步继续降低视频编码所需的比特率,基于网络的方法,如交换数字视频和多播自适应比特率 (ABR) 优化了现有的视频应用网络容量。 - 所有屏幕上的广告机会都在增加
这两种广告基础结构在成本和灵活性方面存在差异。通过在所有用户设备上启用统一的基于 IP 的广告方式,下一代视频核心开辟了新的广告模式(有针对性、基于印象),同时降低了成本。 - 网络功能虚拟化 (NFV)
下一代视频核心必须利用网络功能虚拟化和软件定义网络方面的进步,使关键网络服务能够在独立于网络体系结构的商用硬件上灵活部署。
我们的视频统一边缘 (VUE) 是虚拟化视频核心(EQAM 和视频头端功能)的模块化软件产品。这些功能的虚拟化支持向数据中心模型的迁移。
视频统一边缘应用:
- DAA 的 QAM 视频
- VUE在远程 PHY 和远程 MAC-PHY 解决方案中起到 QAM 视频核心的作用
- VUE 处理广播和窄播视频流来分流数据核心
- 视频骨干网汇聚到 ABR CDN
- 将所有视频内容转换为 CDN ABR 内容
- VUE 将 ABR 转换为 MPEG-2 传输,以支持现有安装的基于 QAM 的 CPE
- 启用统一的广告策略
- 执行 ABR 域中的所有广告插入(消除对双广告插入系统的需要)
- 软件定义视频网络使可编程的广告区域可进行有针对性的广告
未来的视频核心将成为一组虚拟化的网络服务,支持 DAA 并统一基于 IP 内容的视频处理和广告。CommScope VUE 提供 QAM 视频功能来支持 DAA,并将 IP 内容转换为 MPEG-2 来统一视频主干。视频核心的其他功能主要针对 MPEG-2 视频(交换数字视频)和 IP 视频(多播 ABR)的带宽优化。
康普的接入网演进框架
我们的接入网演进框架提供了随网络演进的模块化方法,通过咨询和网络演进服务来优化服务提供商的网络迁移策略、计划和用户需求。
这种方法允许服务提供商从受影响的每个主要系统领域(视频传输、宽带数据服务和接入基础设施)的公共核心元素入手,使它们能够根据服务提供商的计划演进。
网络演进由一套专业服务支持,从建模、规划和咨询服务到部署、运营和管理。随着技术和服务提供商的网络基础设施的发展,配置、部署和管理功能将由数据中心驱动,将功能作为应用程序容器交付,并在应用分析的基础上进行性能优化和系统编排。
接入网演进框架提供了评估和确定接入网架构以及其他因子的模型:
- 规划和建模
从物理能力和当前使用两个方面理解您网络的当前状态,并智能地应用到项目增长模型中,开发面向未来的演进计划。 - 视频核心
平衡将视频骨干网聚合到 HTTP IP 视频的需求,同时支持大量安装的 QAM 机顶盒,这些 QAM 机顶盒将随着时间的推移演化为 IP 机顶盒或设备。启用虚拟化后,康普可以为两者带来新的服务,并支持单个通用的可编程定向广告解决方案。 - 数据核心
由于已经在 DOCSIS CMTS 上进行了大量投资,E6000 CER 的可升级方法允许服务提供商保护他们现有的投资,并通过软件许可或硬件模块升级,在根据需要将每个 CMTS 迁移到基于 DAA 的体系结构时获得更大的系统密度。 - 接入边缘
由于 HFC 节点的安装基数很大,并且预期将来会迁移到 Node+0 架构,因此服务提供商寻求一种优化的方式来更新和升级现有节点以及安装新节点。康普在其节点设计上采用了模块化的方法,允许在基于网络计划的 HFC 1.2 GHz、远程 PHY、远程 MAC-PHY 等节点功能上进行选择。这提供了更大的网络演化灵活性,并优化资本支出和运营支出。 - 编排、智能和管理系统
随着功能变得更加分散以及许多视频核心、数据核心和接入边缘组件的虚拟化程度的提高,新的运营和管理解决方案和服务成为可能。通过采用 API 和虚拟化的以应用程序为中心的方法,服务提供者可以与他们现有的系统交互,也可以从康普获得一套应用程序许可。 - 网络演进服务
处理头端和室外设备和系统网络演进的所有方面。利用供应商的培训资源,我们可以加快和优化转换,同时最小化中断和网络停机时间。我们提供安装、调试、测试一体化服务;我们准备了完整的操作手册来指导部署;我们提供员工扩充,帮助有效地完成规划和持续运营演进。我们可以在范围广泛的非康普产品中提供这些功能,并协助将其集成到框架中。
康普接入网演进框架基于服务提供商网络内现有的功能构建,为下一代服务提供长期带宽增长,并通过给接入网分配前端功能以及视频和数据系统功能的虚拟化,提供了一条提高服务灵活性和速度的迁移路径。
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