Das Potenzial von DOCSIS 4.0 freisetzen: Vorteile und Infrastrukturherausforderungen

Auch wenn eine breite Einführung von DOCSIS 4.0 wird erst 2024 oder 2025 beginnen (Einige sprechen optimistisch darüber Ende 2023), ist es nie zu früh, über die Zukunft und die Auswirkungen dieses neuen Standards auf Ihre Netzwerke nachzudenken. Das zunehmende Interesse an verbesserter Downstream- und Upstream-Leistung, um den Bandbreiten- und Geschwindigkeitsanforderungen ihrer Endbenutzer gerecht zu werden, veranlasst HFC-Netzwerkbetreiber, sich für DOCSIS 4.0 zu entscheiden, die nächste Generation von Daten-über-Kabel-Übertragungsstandards. Heute werden wir uns eingehender damit befassen, warum Netzbetreiber ein Upgrade auf DOCSIS 4.0 anstreben, die geplanten Fortschritte gegenüber DOCSIS 3.1 hervorheben und einige der Infrastrukturherausforderungen beleuchten, denen sie während des Übergangs gegenüberstehen. 

DOCSIS 4.0 vs. DOCSIS 3.1: Die Vorteile enthüllen 

DOCSIS 4.0 stellt einen bedeutenden Fortschritt im Vergleich zu seinem Vorgänger DOCSIS 3.1 dar. Lassen Sie uns die wichtigsten Vorteile untersuchen, die DOCSIS 4.0 zu einer attraktiven Wahl für MSOs, MNOs und andere Anbieter mit HFC-Netzwerken machen. 

1. a) Beispiellose Geschwindigkeit und Bandbreite

DOCSIS 4.0 setzt neue Maßstäbe in Bezug auf Geschwindigkeit und Bandbreite. Mit einer Downstream-Kapazität von bis zu 10 Gbit/s und einer Upstream-Kapazität von bis zu 6 Gbit/s unterstützt es die ständig wachsenden Leistungsanforderungen bandbreitenintensiver Anwendungen wie 4K/8K-Videostreaming, Cloud-basierte Dienste und neue Technologien wie virtuelle Realität und erweiterte Realität. Im Vergleich zu DOCSIS 3.1, das nur eine Upstream-Kapazität von 1–2 Gbit/s bietet, obwohl es auch eine Downstream-Kapazität von 10 Gbit/s bietet, ist DOCIS 4.0 vielversprechend. 

1. b) Verbesserte Spektrumeffizienz

DOCSIS 4.0 führt außerdem fortschrittliche Technologien ein, die die Spektrumnutzung optimieren. Hier ist wie. Erstens gibt es DOCSIS 4.0 in zwei Varianten: Full Duplex (FDX) und Extended Spectrum (ESD). FDX priorisiert die Downstream-Bandbreite und ermöglicht so die Übertragung von Downstream- und Upstream-Spektrum übereinander. Da frühere Standards DOCSIS 3.1 und 3.0 dies nicht ermöglichten, verdoppelt FDX im Wesentlichen die spektrale Effizienz. Bei DOCSIS 4.0 FDX bleibt die Obergrenze des Downstream-Spektrums jedoch dieselbe wie bei DOCSIS 3.1 bei 1,2 GHz.[Textumbruch-Unterbrechung][Textumbruch-Unterbrechung]DOCSIS 4.0 ESD seinerseits verschiebt im Wesentlichen die Obergrenze des Downstream-Spektrums von 1,2 GHz auf 1,8 GHz, wodurch das Upstream-Spektrum über die DOCSIS 3.1-Grenze von 204 MHz hinaus auf bis zu 684 MHz erweitert werden kann. Das Downstream-Spektrum wird immer noch über dem Upstream-Spektrum betrieben, überwindet nun jedoch die Einschränkungen früherer DOCSIS-Standards. In den MedienCharter Communications hat berichtet, dass es ihnen in Labortests gelungen sei, die Obergrenze des Downstream-Spektrums auf bis zu 3,2 GHz zu erhöhen. Durch die Verdoppelung der Effizienz des vorhandenen Spektrums oder die Überwindung bisheriger Obergrenzen werden DOCSIS 4.0 FDX und ESD es HFC-Netzwerkbetreibern ermöglichen, ihre Wettbewerbsfähigkeit mit FTTH-Architekturen zu verbessern, die eine End-to-End-Glasfaserkonnektivität bieten. 

1. c) Geringe Latenz und verbesserte Erlebnisqualität

Niedrige Latenz ist ein wesentlicher Bestandteil von DOCSIS 4.0. Der Standard wird in der Lage sein, die Latenz (die Zeit, die Daten für die Übertragung durch ein Netzwerk benötigen) auf unter 1 Millisekunde zu reduzieren und Latenzgeschwindigkeiten unter 5 Millisekunden in einem vollständig ausgelasteten Netzwerk aufrechtzuerhalten. Eine reduzierte Latenz wird für die gleichzeitige Nutzung von Echtzeitanwendungen wie Online-Gaming, Videokonferenzen, Video-Streaming und IoT-Bereitstellungen von entscheidender Bedeutung sein. DOCSIS 4.0 verspricht, die verbesserte Erlebnisqualität zu liefern, die Endbenutzer benötigen, und HFC-Netzwerkbetreibern dabei zu helfen, mehr aus ihren Netzwerken herauszuholen.  

Infrastruktur-Upgrades: Optische Transceiver 

Während ein Upgrade auf DOCSIS 4.0 zahlreiche Vorteile mit sich bringt, müssen sich HFC-Netzwerkbetreiber auch mit Fortschritten im FTTH-PON-Sektor auseinandersetzen, die es ihnen ermöglichen, über symmetrische 10-Gbit/s-Dienste hinaus auf 25- und sogar 50-Gbit/s-Dienste zu kommen. HFC-Netzbetreiber haben mit DOCSIS 3.1 bereits einen Weg zu 10 Gbit/s, daher wächst der Druck potenzieller DOCSIS 4.0-Anwender, 25 Gbit/s DOCSIS zu erreichen. Wie Fierce Telecom feststellteCableLabs, die Gruppe hinter den DOCSIS-Spezifikationen, sagte: „Es gibt keine grundlegenden Einschränkungen dafür, warum Kabel nicht genau wie PON symmetrisch sein können.“ Dies hat bereits zu Diskussionen über die Idee von ESD DOCSIS 4.0 bei 1,8 GHz geführt und eine Startrampe für das spätere 3 GHz, 25G ESD DOCSIS 4.0 geschaffen. Um dies zu erreichen, sind jedoch zukunftsweisende Infrastrukturverbesserungen erforderlich, insbesondere im Zugangsnetz. 

Da Netzwerkbetreiber versuchen, mehr aus ihrer bestehenden Infrastruktur herauszuholen (z. B. DOCSIS 4.0), wird die Ermöglichung höherer Datenraten bis zum Edge zu einer entscheidenden Anforderung. Leider hinterlassen aktuelle optische 25G-DWDM-Transceiver-Lösungen eine Lücke zwischen Verbindungsentfernung und Leistung: Während aktuelle 10G-DWDM-Transceiver Übertragungsentfernungen von bis zu 80 km ermöglichen können, begrenzen bestehende 25G-DWDM-Optionen Netzwerkbetreiber auf 10–15 km, sofern keine spezielle Ausrüstung verwendet wird. Angesichts der Tatsache, dass die meisten Zugangsnetzwerkverbindungen bis zu 80 km lang sind, stellt dies eine Herausforderung für diejenigen Netzwerkbetreiber dar, die beginnen, sich mit der zukünftigen Implementierung von DOCSIS 4.0 und/oder ESD DOCSIS 4.0 zu befassen. 

Der Weg zu DOCSIS 4.0 erfordert strategische Partnerschaften. Netzbetreiber brauchen mehr als Gerätehersteller. Sie benötigen Partner mit fundiertem technischem Fachwissen, umfassenden Labor- und Feldtestkapazitäten sowie Fachwissen zur Systemintegration, um Probleme im Zusammenhang mit Leistung und Interoperabilität anzugehen. Hier bei Precision OT haben wir das in Hülle und Fülle. Während die heutigen HFC-Netzbetreiber beginnen, in die Zukunft zu blicken, sind wir hier, um ihnen dabei zu helfen, ihre Reise einfacher zu gestalten. Wenden Sie sich noch heute mit Ihren Fragen an unser Ingenieurteam – Wenn es eine Herausforderung gibt, können wir Ihnen bei der Lösung helfen!