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De HFC a FTTx - ¿Hasta dónde puede llegar la fibra óptica?

Usted sabe por qué la fibra óptica tiene que estar más cerca de los suscriptores. Los expertos de ARRIS le ayudan a decidir cómo, cuándo y dónde.

Los proveedores de servicios tienen múltiples enfoques arquitectónicos para desarrollar sus redes de acceso que hagan migrar las redes híbridas de fibra coaxial (HFC) para ampliar Fiber Deep dentro de la red. Es normal que se realice la implementación de múltiples arquitecturas, en diferentes momentos, dentro de una sola red.

Necesitan tener la capacidad de admitir varias rutas, para no tener que invertir constantemente en plataformas nuevas, a medida que avanzan para habilitar cientos de Gigabits de ancho de banda IP para los servicios de video y banda ancha.

Con nuestra infraestructura de evolución de redes de acceso, ARRIS posibilita diagramar un plan flexible de migración que cumpla con los requisitos actuales y futuros de la red, mientras aumenta el valor de las inversiones en las redes HFC actuales.

¿Por qué las redes evolucionan?

  • Requisitos de ancho de banda
    De acuerdo con las proyecciones de ancho de banda necesario para proporcionar servicios de video (QAM, SDV e IP) y datos, los proveedores de servicios alcanzarán capacidad absoluta sobre sus redes en 10 y 12 años aproximadamente. Algunos lo harán más pronto en áreas específicas de sus redes. La demanda de ancho de banda en la infraestructura de las redes de acceso sigue creciendo, impulsada por las "velocidades de los avisos publicitarios" y el consumo de datos.
  • Complejidad de la red
    Los proveedores de servicios buscan simplificar la infraestructura de su red para todos los servicios, incluidos los de datos de alta velocidad, llamadas, canales de programación, video a pedido (VOD) y servicios nuevos. Ellos tienen la oportunidad de disminuir la complejidad de la red y los gastos operativos, y también pueden adoptar sistemas más económicos que utilizan los servicios de video por Internet para la distribución ordinaria de video.
  • Confiabilidad de la red
    Estos cambios posibilitan una mayor confiabilidad en la red y la calidad del servicio (QoS).

Fiber Deep - Tendencias del ancho de banda
60 años en tendencias de ancho de banda (Nielsen modificado)
 

Elementos decisivos para los proveedores de servicios

  • Capacidad de la cabecera
    El espacio, la electricidad y otras restricciones del centro evitan poder extender más equipos de cabeceras. Las soluciones de evolución de la red incluyen la capacidad de incrementar la densidad en la cabecera y utilizar la energía de manera eficiente, o distribuir las capacidades en la cabecera fuera del centro.
  • Economía
    Los costos económicos y operativos, como también la necesidad de seguir impulsando las inversiones actuales, son siempre factores importantes para los proveedores de servicios con repercusiones en la evolución de la red para los centros internos, externos y CPE.
  • Terrenos residenciales no urbanizados
    Instalar fibra óptica en viviendas nuevas es más barato que reemplazar el cable coaxial por fibra óptica. Para las viviendas multifamiliares —donde la fibra óptica abarca una gran densidad de suscriptores— PON puede resultar más eficiente que otras instalaciones.
  • Entorno
    Los costos inmobiliarios, las regulaciones de urbanización, la distribución de la energía eléctrica, la configuración del centro y otros factores pueden determinar si el equipo se distribuye en el interior o en el exterior.
  • Tiempo y disponibilidad
    La viabilidad de algunas rutas de evolución de la red dependen de la disponibilidad de los productos en el mercado, el momento en que se determinan las especificaciones y otros factores que no dependen de los proveedores de servicios.

Enfoques arquitectónicos para migrar las redes HFC a FTTx

  • Fibra a Hogar (FTTH) con modulación analógica
    La radiofrecuencia transmitida por fibra óptica (RFoG) es una tecnología de fibra óptica analógica que proporciona una ruta de migración lógica para las arquitecturas de red óptica pasiva (PON). Al reemplazar la porción coaxial de una red HFC por fibra óptica unitaria y extender las señales QAM analógicas al hogar para una RFoG-ONU, los operadores pueden seguir usando la infraestructura de back-office existente.
  • Fibra óptica al nodo con modulación digital
    Una estrategia de migración económica hacia FTTx que traslade la fibra óptica más cerca de cada vivienda de los suscriptores, a menudo denominada Arquitectura de acceso distribuido (DAA). DAA reduce la cantidad de dispositivos activos, reemplaza la fibra óptica analógica de la cabecera al nodo y crea espacio adicional en la cabecera.
  • Fibra a Hogar (FTTH) con modulación digital
    Para enlaces de hasta 20 km o 60 km con extensor, PON ofrece un enfoque económico de poco mantenimiento para sumar más velocidad de datos para los servicios de video y otros servicios de Internet, sin tener que implementar fibra óptica individual para cada suscriptor.

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La radiofrecuencia transmitida por fibra óptica (RFoG) es una tecnología de fibra óptica analógica que proporciona una ruta de migración para las arquitecturas FTTx o xPON al reemplazar la porción coaxial de una red HFC por una red óptica pasiva con fibra única para aumentar la capacidad, mientras se sigue usando la infraestructura de back-office existente. RFoG elimina los activos de RF (amplificadores y extensores de línea) de la red para reducir las fallas, el mantenimiento y los requisitos de electricidad.

Una red RFoG puede ofrecer funcionalidad y servicios sin inconvenientes a los suscriptores de manera tal que se asemejen a los sistemas HFC. RFoG proporciona una arquitectura similar a FTTH PON para los proveedores de servicios, sin tener que seleccionar o implementar una tecnología PON.

Una red RFoG de ARRIS proporciona ventajas diferentes de rendimiento en comparación con las redes HFC actuales

  • Expansión del ancho de banda upstream y downstream y extensión significativa del alcance de las redes mediante la eliminación del ruido de RF y el acceso inherente en aplicaciones coaxiales.
  • Menos costos de funcionamiento y mantenimiento al no tener que usar nodos HFC y amplificadores de RF.
  • Menos costos de energía para ofrecer una alternativa más ecológica en la distribución coaxial, con el beneficio adicional de un menor tiempo de inactividad de la red por cortes de energía.
  • Conexión eficiente entre las arquitecturas HFC y FTTx y la infraestructura necesaria para admitir la transición a las redes de fibra PON 10G con gran ancho de banda.
  • Inmunidad frente a factores ambientales que pueden degradar la estructura física del cableado coaxial con el tiempo.
  • Una opción más económica para las implementaciones en unidades de múltiples residentes (MDU) y rurales.
  • Múltiples opciones para eliminar la interfaz óptica por golpes (OBI) en la red.
  • Similitud con el desempeño HFC en implementaciones suburbanas residenciales en terrenos no urbanizados.

 
Fiber Deep - HFC a RFoG

Las soluciones de RFoG no siempre son las mismas

ARRIS ofrece una amplia gama de soluciones innovadoras que eliminan la OBI en redes RFoG y admiten la transición a los servicios DOCSIS 3.1:

  • Familia AgileMax de dispositivos de distribución de fibra óptica
    Al reemplazar los bifurcadores ópticos que se encuentran en las arquitecturas RFoG tradicionales, la tecnología de distribución óptica activa de AgileMax elimina la OBI de la red —aunque implemente múltiples láseres de upstream activos— y logra que los grupos de servicio conformados por hasta 1024 viviendas reciban señal en un solo puerto de receptor óptico de cabecera. AgileMax admite R-ONU "no sintonizables" y más económicas y se pueden usar con la tecnología VHub para extender el alcance de su red a más de 20 km.
  • R-ONU sin OBI
    Las R-ONU sin OBI de ARRIS permiten que los proveedores de servicios seleccionen una de cada dieciséis longitudes de onda upstream por cada unidad a través de un interruptor giratorio interno a fines de proporcionar la división suficiente entre las longitudes de onda y así evitar la OBI. El enfoque de gestión de longitudes de onda permite múltiples R-ONU sin OBI para transmitir simultáneamente en un único receptor óptico upstream sin permitir OBI.

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La Arquitectura de acceso distribuido (DAA) amplía la porción digital de la cabecera al nodo o plataforma de PHY, y posiciona la interfaz digital a RF en el límite óptico-coaxial del nodo (PHY remota). Reemplazar la fibra óptica analógica de la cabecera convierte el enlace de fibra en un enlace Ethernet de fibra digital, que incrementa el ancho de banda disponible mejorando la eficiencia de la fibra (longitudes de onda y distancia) y la alineación direccional con los sistemas NFV/SDN/FTTx del futuro.

DAA se puede implementar gradualmente en combinación con actualizaciones normales de centros y servicios, sin interrumpir los servicios heredados en un principio, para migrar paulatinamente la funcionalidad de RF hacia el nodo.
    

Fiber Deep - Arquitectura de acceso distribuido

Ventajas de un enfoque DAA

  • Eficiencia de la red
    • Mayor capacidad de red y mantenimiento fuera de la planta más simple
    • Evolución del nodo con PHY remota, MAC-PHY remoto y 10G EPON OLT remoto
    • Mejor calidad de señal de fin de línea, mayores tasas de modulación, mayores tasas de bits
    • Mayor eficiencia espectral, más longitudes de onda por fibra
  • Beneficios de gastos operativos y de inversión
    • Reducción de las demandas de energía, espacio y enfriamiento en cabeceras
    • Consolidación de los hubs
    • Añade QAMs sin cambiar la red que combina RF
    • Particiones en el alcance de las modificaciones según cada nodo
    • Fibra digital "configurar y olvidar"
  • Convergencia de IP
    • Extensión de la red IP al nodo
    • Alineación con construcción de redes FTTx
    • Aprovechamiento de la interconectividad con base en las normas y las economías de escala

Soluciones DAA de ARRIS

  • Enrutador periférico convergente E6000® eCORE (Gen2) para servicios de datos, una plataforma que se puede actualizar y que admite HFC, DAA y PON.
  • Plataformas de nodo flexible con la capacidad de admitir soporte para la evolución de HFC, DAA y PON.
  • Núcleo de video virtualizado Video Unified Edge (VUE) y software de video de cabecera que admiten todos los modos de DDA e IP o bases de flujo de transferencia MPEG-2.
  • Servicios de organización, inteligencia y gestión, además de soluciones de aplicaciones para implementación de sistemas, automatización y rendimiento.
  • Asesoramiento en planificación y ajustes, y servicios de evolución de red.

MAC-PHY remota es otra opción en arquitectura de acceso distribuido, que traslada el MAC (video y datos) y la funcionalidad de PHY al nodo o plataforma remota. La mayor parte del procesamiento y la modulación de la señal ocurre en la red de acceso, no en la cabecera.

El mapa de ruta de ARRIS incluye tanto arquitecturas de PHY remota como de MAC-PHY remota como parte de la infraestructura de evolución de redes de acceso que proporciona soluciones modulares para múltiples rutas de actualización de red. Este enfoque amplifica el valor de las inversiones en redes HFC y posibilita en el futuro una transferencia rentable y sin errores a una red IP total para todos los servicios actuales y existentes.

PHY y MAC-PHY remotas tienen sus ventajas. La PHY remota es una excelente manera de servir a hubs más pequeños y nodos con poca carga con menos equipos de cabecera y menos cambios en la infraestructura de administración y aprovisionamiento, mientras que la MAC-PHY remota es más adecuada para detectar implementaciones o nodos con largos recorridos de fibra. Un beneficio adicional de la PHY remota es que las actividades de especificación CableLabs® permiten la integración del sistema de varios proveedores basados en normas.

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Para los proveedores de servicios donde la capacidad o competencia de otros servicios de fibra óptica es tal que son necesarios múltiples servicios simétricos de gigabits (upstream y downstream), la respuesta es la implementación de Fibra a Hogar (FTTH) a través de una Red óptica pasiva basada en Ethernet (EPON).

Esto posibilita que los proveedores de servicios:

  • Coloquen la fibra hasta el último tramo utilizando centros de redes comunes para clientes comerciales y residenciales
  • Incrementen sus ganancias con clientes de servicios comerciales de excelente calidad
  • Optimicen las inversiones en DOCSIS® proporcionando sistemas con DPoE con el objetivo de brindar soluciones para los dispositivos de puerta de enlace PON
  • Disminuyan los costos operativos sin tener que operar un centro activo externo
  • Ofrezcan servicios de downstream con gigabits simétricos y múltiples para los clientes residenciales

Arquitecturas de implementación principales para FTTH

  • Centralizada
    La terminal de línea óptica (OLT) se encuentra dentro de un centro de cabecera o hub, con todos los servicios que se distribuyen utilizando señales digitales hacia las unidades de nodo óptico (ONU) en cada vivienda. El límite de distancia típico para los diseños EPON como este de 20 km se puede extender hasta un máximo de 80 km con la ayuda de extensores PON activos en nodos o hubs dentro de la red.
  • Distribuida
    Cuando la OLT es un módulo OLT remoto (a veces se denomina Nodo PON o R-OLT) que se encuentra dentro de un nodo o gabinete. El límite de distancia típico para EPON de 20 km sigue siendo el mismo, pero desde el nodo al hogar y no desde la cabecera al hogar.
Fiber Deep - HFC a PON

Para los dos enfoques, las normas de aprovisionamiento DOCSIS de EPON (DPoE™) para CableLabs® desarrolladas junto con los operadores de cable permiten la integración con el aprovisionamiento actual de DOCSIS y los sistemas de monitoreo. Para el sistema de soporte operativo (OSS) DOCSIS, EPON OLT se comporta como un CMTS, y un EPON ONU funciona y aprovisiona de la misma manera que cualquier otro módem de cable, aprovechando las inversiones de los proveedores de servicios en bienes y procesos de OSS y sistemas de soporte de negocios (BSS)

La plataforma E6000 CER 10G EPON OLT de ARRIS usa el chasis existente para servir de soporte al módulo Gen 2 RSM-2 y a las tarjetas EPFM (Módulo de fibra EPON). Admite hasta 16 módulos ópticos 10G -EPON por cada módulo, lo que reemplaza a los módulos D-CAM y U-CAM.

Para las redes típicas en terrenos residenciales no urbanizados, la EPON centralizada simplifica la implementación donde el Nodo OLT proporciona una estrategia de migración para las implementaciones de los proveedores de servicios en redes de zonas que requieren la implementación de sistemas nuevos.
                      

Resumen de la evaluación de CAA y el sistema DAA DPoE
ÁreaEPON OLT de 10G con longitudes de onda estándarOLT remoto (R-OLT)
Ubicación del hardware del subsistema DPoE Solo en el centro 90% en el campo
Soporte de la arquitectura futura de SDN Sí. Sí.
Activos en planta Ninguno  Alto 
Espacio en planta Ninguno Alto
Utilización de fibra 1 (bajo) 16
Distancia del área de servicio 10 km - 20 km Sin límite hacia el nodo
20 km hacia las ONU
Consolidación de las instalaciones Límite de 20 km Sin límite hacia el nodo
20 km hacia las ONU
Costo por cliente 64 subcompetitivos vs. 128 ext. PON Menor costo con más suscripciones

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