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分布式接入架构(DAA)

针对分布式网络演进的视频和数据能力

带宽的使用年复一年持续增长,这一趋势来自互联网视频服务的消费者视频消费。服务提供商希望扩大服务组合,提供IP视频、4K视频和商业服务。满足网络需求以及网络运营中的实际限制(包括物理空间、功耗和前端位置的冷却)正在推动网络的演进。

分布式接入架构(DAA)通过前端和网络功能去中心化和虚拟化实现有线电视网络的演进。DAA将前端或集线器域的数字部分扩展至光纤节点,并将数字至RF接口置于节点的光纤-同轴范围内。取代前端的模拟光纤可将光纤链路转化为数字光纤以太网链路,从而提高光纤效率的可用带宽(波长和距离),并与未来的NFV/SDN/FTTx系统保持方向一致。

HFC网络由模拟光纤管道定义。DAA以IP连接(数字光纤)取代模拟光纤,并打造出软件定义的网络,支持:

  • 通过远程PHY和远程MAC-PHY实现节点演进
  • 迁移至数字光纤,消除模拟激光器
  • 让数字光纤更贴近用户的家
  • 迁移至集中化数据中心
  • 灵活的广告、频道列表和带宽管理
              
分布式接入架构 - DAA

DAA方法的优势

  • 网络效率
    • 提高网络容量和简化设备维护
    • 节点随着远程PHY、远程MAC-PHY和远程10G EPON OLT不断演进
    • 更出色的终端信号质量、更快的调制速率、更高的比特率
    • 更高的光谱效率,每根光纤波长更高
  • 经营支出和资本支出的效益
    • 降低前端电源、空间和散热要求
    • 集线器整合
    • 在无需更改射频组合网络的同时添加QAM
    • 数字光纤“一劳永逸”
  • IP融合
    • 将IP网络扩展到节点
    • 与FTTx附加网络保持一致
    • 能够利用基于标准的互联和规模经济

对于服务提供商而言,用于运行额外光纤、实施节点分割和升级前端设施的资源需要大量投资。DAA可在常规设备和服务升级的同时逐步实施,无需中断传统服务。

ARRIS长期致力于发展有线电视行业的业务,拥有超过20年经验,并持续开发和支持宽带及视频服务的交付:

  • 高速数据
  • CMTS
  • HFC基础设施
  • 视频基础设施
  • CPE(有线电视调制解调器、机顶盒、网关)
  • FTTx更新换代
  • 后台支持
  • 运营服务

相关信息

在数据核心中,服务提供商需要提高来自集成式CCAP平台的前端带宽容量,并能随着发展扩展服务。他们希望灵活支持HFC、DAA和PON,同时优化对网络硬件和服务的投资。

ARRIS E6000®融合边缘路由器(CER)是一个灵活平台,能够集成CCAP和分布式架构,让服务提供商能够通过以下方式优化资源:

  • 针对I-CCAP(DAA和PON CCAP核心)的单一平台
  • 借助CCAP核心提高服务组密度与功率效率
  • 业内领先的数据吞吐能力
  • 灵活的升级授权模式可保护E6000 CER方面的现有资本投资

在接入边缘,满足用户的带宽需求不可避免地需要进行节点分割,推动光纤向网络深化。

  • 将频谱增加至1.2GHz,在分割过程中迁移
  • 将数字光纤移至节点
  • 减少每个节点的通过户数
  • 增加每个节点的Lambda数量

E6000融合边缘路由器

ARRIS路线图将远程PHY和远程MAC-PHY架构纳入了接入网络演进架构,从而为多个网络升级路径提供了模块化解决方案。

远程PHY将物理RF调制/解调层从CMTS移至远程PHY节点,或移至集线器的远程PHY机架。通过将模拟激光器从前端移除,可将光纤链路转换为数字以太网(光纤)链路。网络的模拟部分缩短,并消除了可能因长距离光纤造成的噪音,从而提高RF性能及可用带宽。此外,前端和光纤节点之间的光纤可支持更高波长。

远程MAC-PHY是另一个分布式接入架构选择,可将MAC(视频和数据)和PHY功能移至远程节点或机架。多数信号处理和调制发生在接入网络,而非前端。

远程PHY和远程MAC-PHY各有优势。远程PHY是以更少的前端设备在对配置和管理基础设施调整更少的情况下服务于小型集线器和疏散型负载节点的绝佳选择,而远程MAC-PHY则更适合精确部署或长光纤节点。远程PHY的另一个优势是CableLabs®规范活动可实现基于标准的多厂商系统集成。

ICX光纤以太网交换机

在远程PHY解决方案中,聚合互联网络(CIN)可连接R-PHY设备(RPD)与含有ARRIS E6000等MAC处理的CCAP核心。它还可将CCAP核心与视频核心和管理系统互联。ICX交换机系列提供可靠、高性能的光纤以太网交换性能,可从适合中小规模部署的简单单层网络灵活升级为高度可扩展的叶-脊架构。

ARRIS DAA解决方案

  • 针对数据服务的E6000®融合边缘路由器eCORE (Gen2) - 支持HFC、DAA和PON的可升级平台
  • 灵活的节点平台,能够支持HFC、DAA和PON的演进
  • Video Unified Edge (VUE)可实现视频核心和视频前端软件虚拟化,该软件支持所有DAA节点和IP或MPEG-2传输流主干网
  • 针对融合互联网络(CIN)和远程OLT聚合的ICX光纤互联网交换机
  • 针对系统部署、自动化和性能的协调、情报与管理服务及应用解决方案
  • 规划和建模咨询以及网络演进服务
远程PHY叶-脊架构示例
远程PHY叶-脊架构示例
 

相关信息

随着服务提供商为提高宽带容量进行调整,对于在接入网络上应对视频传输的需求也随之上升。尽管用户对IP视频的需求进一步扩大,数百万用户依然依赖于传统的QAM视频交付。

视频核心可应对这一挑战,视频将在视频核心为通过接入网络进行交付做好准备。这包括加密、复用、调制以及在视频通过网络时优化带宽的技术。

传统视频核心侧重于通过广播(带或不带广告)和定向广播(VOD和SDV)服务的边缘QAM,交付MPEG-2传送流。关键功能包括加密、复用、调制以及与机顶盒之间的双向交互式通信。

为优化传统QAM视频交付,交换式数字视频通过在特定服务组的用户发出请求时仅交付不太受欢迎的频道,为MPEG-2输送流内容增添带宽优化功能。

传统视频核心的特点

  • 为MPEG-2和基于IP的视频复制视频处理和交付功能
  • MPEG-2和IP视频广告基础设施双系统
  • 能够通过模拟HFC系统设计创建动态本地化广告区和频道列表
分布式接入架构 - 传统视频核心

服务提供商面临的诸多挑战推动着视频核心的功能和设计发生巨变。

  • 支持接入网络演进
    服务提供商需要覆盖所有DAA架构的一体化视频解决方案,让网络与时俱进。随着网络向分布式架构演进以及物理层(调制)移至节点,调制视频以通过实体同轴电缆分发的过程已移至节点中。视频核心必须适应这种变化,并将支持通过远程PHY和远程MAC-PHY模块进行视频分发的功能虚拟化。
  • 统一视频骨干网与IP视频
    如今存在视频处理和交付的平行路径 - 针对IP视频的HLS/DASH和针对多代QAM机顶盒的MPEG-2输送流。这种模式不仅效率低,还会造成QAM机顶盒无法利用对新IP视频处理和交付服务的投资。通过添加支持基于IP的常见内容交付网络(CDN)骨干网架构的虚拟化功能,视频核心可降低成本并提高新服务的速度。
  • 带宽优化
    随着数据用量持续的爆炸式增长,对视频质量的期望不断提高(HD、4K、HDR、VR),QAM视频在可以预见的未来仍然代表着网络频谱的一个重要部分,优化用户交付视频的带宽至关重要。除了降低视频编码所需比特率的视频处理服务进展外,交换式数字视频和多播ABR等基于网络的方法可优化针对视频应用的现有网络容量。
  • 所有屏幕的广告机会越来越多
    QAM和IP的广告交付中还存在冗余路径。此外,两种广告基础架构的成本与灵活性有很大悬殊。通过统一各用户设备基于IP的广告方式,新一代视频核心开创了新的广告模式(具有针对性、基于曝光),同时能够降低成本。
  • 网络功能虚拟化(NFV)
    新一代视频核心必须利用网络功能虚拟化和软件定义网络的先进功能,独立于网络架构,在商用硬件中灵活部署关键网络服务。

ARRIS Video Unified Edge (VUE)是一款模块化软件产品,可实现视频核心(EQAM和视频前端功能)虚拟化。这些功能的虚拟化可支持向数据中心模式迁移。

面向Video Unified Edge的应用

  • 针对DAA的QAM视频
    • 远程PHY和远程MAC-PHY解决方案中作为QAM视频核心的VUE功能
    • VUE处理广播和定向广播视频流,为数据核心进行卸载
  • 融合视频骨干网与ABR CDN
    • 将所有内容作为自适应比特率(ABR)内容传输至CDN
    • VUE将ABR转化为MPEG-2传输以支持现有基于QAM的CPE
  • 实现统一的广告策略
    • 在ABR域中执行所有广告插入(无需双广告插入系统)
    • 软件定义的视频网络支持用于定向广告的可编程广告区

未来的视频核心成为一组虚拟化网络服务,支持分布式接入架构并统一视频处理和围绕IP内容的广告。ARRIS VUE提供QAM视频功能以支持DAA以及IP内容向MPEG-2的转换以统一视频骨干网。视频核心的其他功能侧重于MPEG-2视频(交换式数字视频)和IP视频(多播ABR)的带宽优化。

分布式接入架构 - ARRIS Video Unified Edge

相关信息

ARRIS接入网络演进框架可提供随着受咨询和网络演进服务支持的网络而演进的模块化方案,优化服务提供商网络迁移策略、计划和用户需求。

这种方法让服务提供商能够从每个受影响的主要系统区域的常见核心元件入手,视频交付、带宽数据服务和接入基础设施使其能够随着服务提供商的计划演进。

网络演进得到一组专业服务的支持,包括建模、规划、咨询服务、部署、运营和管理。随着技术和服务提供商的网络基础设施不断演进,我们预计配置、部署和管理功能将由数据中心驱动,功能以应用程序容器的形式提供,性能优化和系统编排以应用分析为基础。


ARRIS接入网络演进框架

                      
ARRIS接入网络演进框架提供了评估和确定接入架构等的模式:

  • 规划和建模
    从实体能力和当前使用情况的角度了解您网络的现状,智能应用于项目增长模式,并制定面向未来的演进计划。
  • 视频核心
    平衡融合视频骨干网与HTTP IP视频的需求,同时支持庞大的QAM机顶盒安装用户群,将有助于推动IP机顶盒或设备随时间演进。通过实现虚拟化,ARRIS可为两者带来新服务,并打造出常用的可编程定向广告解决方案。
  • 数据核心
    借助于已向DOCSIS CMTS投入的大量资金,E6000 CER的可升级方案让服务提供商能够保护现有投资,通过软件许可证或硬件模块升级获得更大的系统密度,同时根据要求将每个CMTS迁移至基于DAA的架构。
  • 接入边缘
    鉴于HFC节点的庞大用户群以及对未来迁移至Node+0架构的期望,服务提供商寻求通过经过优化的途径更新和升级现有节点,并安装新节点。ARRIS已采取模块化的节点设计方法,支持基于网络计划选择节点功能 - HFC 1.2 GHz、远程PHY、远程MAC-PHY。这可带来更高的网络演进灵活性,并优化资本和经营支出。
  • 协调、情报与管理系统
    随着功能更加分散化以及众多视频核心、数据核心和接入边缘组件的虚拟化程度提高,新的运营和管理解决方案及服务成为可能。通过采取以API和虚拟化应用为中心的方法,服务提供商可连接至现有系统或授权来自ARRIS的一组应用。
  • 网络演进服务
    应对前端和外部设备及系统网络演进的各方面问题。通过与提供商培训的资源开展合作,我们可加快并优化转型,同时最大限度地减少中断和网络停机。我们提供安装、调试和测试集成服务,并编制了完整的操作手册以指导部署,并提供员工强化服务帮助高效完成演进,规划和持续推动运营。我们可在广泛的非ARRIS产品中提供这些功能,并协助将其与框架集成。

ARRIS接入网络演进框架可实现新一代服务的长期带宽增长。增强服务提供商网络的现有功能,并通过将前端功能传输至接入网络以及视频和数据系统功能的虚拟化,提供实现更高服务灵活性和速度的迁移路径。

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