La evolución de los sistemas de terminación de módem por cable

En un mundo en constante cambio, todo debe evolucionar para seguir siendo relevante. Este es ciertamente el caso de las redes de acceso MSO actuales. Con una mayor utilización de aplicaciones de uso intensivo de datos que incluyen video IP, TV HD, juegos en línea y otros servicios OTT, los MSO han descubierto que sus arquitecturas de red heredadas no pueden seguir el ritmo de las necesidades de ancho de banda de sus suscriptores.

en un blog anterior, hablamos sobre los efectos generales que tienen las arquitecturas de acceso distribuido como Remote-PHY (R-PHY) en la mejora de las capacidades de las topologías HFC heredadas. Aquí, examinamos la evolución de las redes MSO con un poco más de detalle centrándonos en el efecto de R-PHY en uno de los componentes más críticos de la red de un MSO: el sistema de terminación de módem por cable.  

No puede atender a los suscriptores sin un CMTS

Como probablemente sepa, Un sistema de terminación de módem por cable (CMTS) es un componente que intercambia señales digitales con módems por cable en una red de cable. El CMTS permite a los MSO administrar las conexiones entre sus suscriptores e Internet. Deconstruyamos un poco la arquitectura clásica. El CMTS, ubicado en la cabecera de un MSO, recibe señales a través de la red HFC de los módems de cable de suscriptores, que se agrupan en nodos de acceso. El CMTS luego convierte esas señales en paquetes IP y los envía a través de un conmutador a un enrutador para la transmisión saliente a través de Internet.

Por supuesto, diferentes CMTS pueden servir a diferentes números de nodos y módems de cable. Algunas cabeceras requieren más de un CMTS para garantizar que la red del MSO pueda manejar toda la población de módems de cable dentro de los nodos. Un CMTS generalmente tiene una interfaz Ethernet (o SONET, etc.) y RF. El CMTS recibe tráfico descendente a través de la interfaz Ethernet, que luego sale a través de una interfaz RF conectada a la red HFC. El tráfico ascendente pasa de los módems de cable a Internet a la inversa.

Aquí es donde el diseño de CMTS se vuelve interesante desde una perspectiva de evolución. Los MSO están familiarizados con dos tipos de arquitecturas CMTS: integradas y modulares. Un CMTS integrado mantiene todos sus componentes dentro de un chasis, mientras que un CMTS modular, como puede suponer, se divide en un PHY (Edge QAM) y un componente DOCSIS MAC llamado Core. Es el CMTS modular el que, en los últimos años, ha proporcionado el punto de partida evolutivo para las redes de acceso MSO de próxima generación y un cambio en la relación entre el nodo y el CMTS.

De centralizado a distribuido: el nuevo CMTS: relación de nodo

A medida que los MSO evolucionan para satisfacer las demandas de ancho de banda de sus suscriptores y seguir siendo competitivos con arquitecturas puramente basadas en fibra como FTTH, recurren a las arquitecturas de acceso distribuido (DAA). Al virtualizar y descentralizar las funciones de cabecera y red, DAA puede aumentar el ancho de banda disponible de la infraestructura de red HFC existente de MSO. ¿Cómo sucede esto, exactamente?

Bajo una arquitectura Remote-PHY DAA, la capa física del modelo OSI se mueve desde el CMTS de cabecera hacia los nodos de fibra digital hacia el final de la red, más cerca de los módems de cable del suscriptor. Para reducir esto aún más, al mover la parte del circuito PHY (o EQAM) del CMTS tradicional al nodo de acceso, la fibra analógica que corre entre la cabecera y el nodo se vuelve digital, lo que permite un mayor rendimiento.

Con Remote MAC-PHY, tanto la parte física como la de control de acceso al medio (MAC) del CMTS se trasladan al nodo. Esencialmente, el nodo obtiene gran parte de la potencia del CMTS de cabecera tradicional. Con solo Remote-PHY, el núcleo CMTS permanece en la cabecera donde se encarga de la capa MAC. MAC-PHY remoto lleva DAA un paso más allá al distribuir otro componente vital del CMTS al nodo. Posibles gracias a la introducción previa de CMTS modulares en servicio, Remote-PHY y Remote MAC-PHY representan un gran cambio en la relación CMTS-nodo. Donde antes estaban separados, ahora su presencia conceptual y física en la red HFC de próxima generación de un MSO se superpone.

El futuro de la evolución de CMTS: hacia la virtualización completa

A medida que los MSO se esfuerzan por garantizar que no se queden sin capacidad debido a la demanda de los suscriptores, Remote-PHY y Remote MAC-PHY ofrecen el siguiente paso fundamental para mejorar el ancho de banda y la asequibilidad de la red, especialmente desde una perspectiva inmobiliaria. Aquí, la virtualización está demostrando ser una opción atractiva. Sobre la base de la base modular CMTS y Remote-PHY, algunos MSO ya están trabajando para cambiar el enrutamiento del tráfico y la gestión del módem a un entorno completamente virtualizado.

En pocas palabras, los MSO están comenzando a alejarse del hardware CMTS especialmente diseñado para adoptar plataformas basadas en software que pueden ejecutarse en servidores menos costosos. En lugar de hacer que el sistema operativo de un CMTS se ejecute directamente en el chasis de la cabecera, un MSO puede permitir que las máquinas virtuales proporcionen la funcionalidad de CMTS que necesitan. Esto tiene el potencial de crear ahorros en energía, espacio y refrigeración dentro de la cabecera. De hecho, a medida que aumenta la popularidad de la virtualización, los MSO obtienen una flexibilidad aún mayor en términos de cómo diseñan sus arquitecturas. Esencialmente, podrían colocar su(s) servidor(es) ejecutando el software DOCSIS virtual en un sitio concentrador, una cabecera o incluso un centro de datos. Aunque la tecnología de virtualización aún está en pañales, tiene el potencial de transformar la industria del cable en los próximos años.

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