14 novembre 2019

L'évolution des systèmes de terminaison de modem câble

CMTS

Dans un monde en constante évolution, tout doit évoluer pour rester pertinent. C'est certainement le cas des réseaux d'accès MSO d'aujourd'hui. Avec l'utilisation accrue d'applications gourmandes en données impliquant la vidéo IP, la télévision HD, les jeux en ligne et d'autres services OTT, les MSO ont constaté que leurs architectures réseau héritées ne peuvent pas suivre le rythme des besoins en bande passante de leurs abonnés.

Dans un précédent blog, nous avons parlé des effets généraux des architectures d'accès distribué telles que Remote-PHY (R-PHY) sur l'amélioration des capacités des topologies HFC héritées. Ici, nous examinons l'évolution des réseaux MSO un peu plus en détail en nous concentrant sur l'effet de R-PHY sur l'un des composants les plus critiques du réseau d'un MSO - le système de terminaison de modem câble.  

Vous ne pouvez pas servir les abonnés sans CMTS

Comme vous le savez probablement, un système de terminaison de modem câble (CMTS) est un composant qui échange des signaux numériques avec des modems câble sur un réseau câblé. Le CMTS permet aux MSO de gérer les connexions entre leurs abonnés et Internet. Déconstruisons un peu l'architecture classique. Le CMTS, situé dans la tête de réseau d'un MSO, reçoit des signaux via le réseau HFC des modems câble des abonnés, qui sont regroupés en nœuds d'accès. Le CMTS convertit ensuite ces signaux en paquets IP et les envoie via un commutateur à un routeur pour une transmission sortante sur Internet.

Bien sûr, différents CMTS peuvent desservir différents nombres de nœuds et de modems câble. Certaines têtes de réseau nécessitent plus d'un CMTS afin de s'assurer que le réseau du MSO peut gérer l'ensemble de la population de modems câble dans les nœuds. Un CMTS possède généralement à la fois une interface Ethernet (ou SONET, etc.) et une interface RF. Le CMTS reçoit le trafic en aval via l'interface Ethernet, qui sort ensuite via une interface RF connectée au réseau HFC. Le trafic en amont passe des modems câble à Internet en sens inverse.

C'est là que la conception CMTS devient intéressante du point de vue de l'évolution. Les MSO connaissent deux types d'architectures CMTS : intégrée et modulaire. Un CMTS intégré conserve tous ses composants dans un seul châssis, tandis qu'un CMTS modulaire, comme vous pouvez le deviner, est divisé en un composant PHY (Edge QAM) et un composant DOCSIS MAC appelé le noyau. C'est le CMTS modulaire qui, au cours des dernières années, a fourni le point de départ évolutif pour les réseaux d'accès MSO de prochaine génération et un changement dans la relation entre le nœud et le CMTS.

Du centralisé au distribué : la nouvelle relation CMTS – nœud

Alors que les MSO évoluent pour répondre aux demandes de bande passante de leurs abonnés et rester compétitifs avec les architectures purement basées sur la fibre comme le FTTH, ils se tournent vers les architectures d'accès distribué (DAA). En virtualisant et en décentralisant les fonctions de tête de réseau et de réseau, DAA peut augmenter la bande passante disponible de l'infrastructure réseau HFC existante de MSO. Comment cela se passe-t-il, exactement ?

Dans une architecture Remote-PHY DAA, la couche physique du modèle OSI est déplacée du CMTS de tête de réseau vers les nœuds de fibre numérique vers l'extrémité du réseau, plus près des modems câble d'abonné. Pour résumer encore plus, en déplaçant la partie circuit PHY (ou EQAM) du CMTS traditionnel dans le nœud d'accès, la fibre analogique passant entre la tête de réseau et le nœud devient numérique, permettant un débit plus élevé.

Avec Remote MAC-PHY, les parties physiques et de contrôle d'accès au support (MAC) du CMTS sont déplacées vers le nœud. Essentiellement, le nœud gagne une grande partie de la puissance du CMTS de tête de réseau traditionnel. Avec juste Remote-PHY, le cœur CMTS reste dans la tête de réseau où il s'occupe de la couche MAC. Remote MAC-PHY va encore plus loin en DAA en distribuant un autre composant vital du CMTS au nœud. Rendus possibles par l'introduction précédente de CMTS modulaires en service, Remote-PHY et Remote MAC-PHY représentent un énorme changement dans la relation CMTS - nœud. Là où elles étaient autrefois séparées, leur présence conceptuelle et physique dans le réseau HFC de nouvelle génération d'un MSO se chevauche désormais.

L'avenir de CMTS Evolution : vers une virtualisation complète

Alors que les MSO s'efforcent de s'assurer qu'ils ne manquent pas de capacité à cause de la demande des abonnés, Remote-PHY et Remote MAC-PHY offrent la prochaine étape fondamentale pour améliorer la bande passante du réseau et l'abordabilité, en particulier du point de vue de l'immobilier. Ici, la virtualisation s'avère être une option intéressante. S'appuyant sur la base modulaire CMTS et Remote-PHY, certains MSO travaillent déjà à déplacer le routage du trafic et la gestion des modems vers un environnement entièrement virtualisé.

En termes simples, les MSO commencent à s'éloigner du matériel CMTS spécialement conçu pour les plates-formes logicielles pouvant fonctionner sur des serveurs moins coûteux. Au lieu d'avoir le système d'exploitation d'un CMTS exécuté directement sur le châssis de la tête de réseau, un MSO peut laisser les machines virtuelles fournir la fonctionnalité CMTS dont elles ont besoin. Cela permet de réaliser des économies d'énergie, d'espace et de refroidissement au sein de la tête de réseau. En fait, à mesure que la virtualisation gagne en popularité, les MSO obtiennent une flexibilité encore plus grande en termes de conception de leurs architectures. Essentiellement, ils pourraient placer leur(s) serveur(s) exécutant le logiciel DOCSIS virtuel dans un site central, une tête de réseau ou même un centre de données. Bien que la technologie de virtualisation en soit encore à ses balbutiements, elle a le potentiel de transformer l'industrie du câble au cours des prochaines années.

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