Gerenciando a migra Caminhos de migração para a ... · Os seguintes exemplos ilustram três possíveis caminhos de migração para uma arquitetura CCAP completa, começando pelas

Gerenciando a migração da TV a cabo para o IP — Parte 1

Introdução à série: Metas de mercado e desafios tecnológicos

Caminhos de migração para a funcionalidade completa de CCAP

Análise das estratégias reais de implantação

Tom Cloonan, CTO de Soluções de rede Todd Kessler, vice-presidente de Gerência de linhas de produtos

1 © ARRIS 2013. Todos direitos reservados. 27 de setembro de 2013

Índice

Introdução .................................................................................................................................. 2

Pré-lançamento: qual é sua posição? .................................................................................... 2

Explorando três caminhos de migração para a CCAP completa .................................................. 4

Caminho 1: migração para a CCAP pelo do I-CMTS .............................................................. 4

Caminho 2: migração para a CCAP pelo M-CMTS ................................................................. 5

Caminho 3: migração para a CCAP pelo Edge QAM VOD ..................................................... 6

Avalie suas opções ...................................................................................................................... 7

Recursos adicionais ..................................................................................................................... 8

Referências ................................................................................................................................. 8

Lista de acrônimos ...................................................................................................................... 9


Introdução

O setor de TV a cabo iniciou uma migração que durará vários anos para alcançar uma plataforma comum de vídeo e dados. A tecnologia que possibilitará essa jornada é conhecida como Plataforma de Acesso Convergente porCabo (CCAP, Converged Cable Access Platform). Embora o CCAP defina uma arquitetura específica, há várias maneiras de atingir esse ponto de extremidade convergido.

Como o setor implementará o CCAP? A resposta a essa pergunta depende de circunstâncias e preferências. A iniciativa do CCAP aborda uma necessidade comum e urgente de possibilitar canais de amplitude de quadratura modulada (QAM, Quadrature Amplitude Modulated) com transmissão mais limitada com um recurso mais denso e maior economia de energia. O setor que dá suporte a essa iniciativa é diverso. Os provedores de serviço desenvolveram várias arquiteturas de CMTS e Edge QAM que dependem de diversos fornecedores de tecnologia e várias metas de entrega de serviço.

Com base na experiência real dos provedores de serviço até a presente data, este documento reconhece a diversidade e a evolução constante do headend (Cloonan & Howe, 2011) e infraestruturas de cabo existentes; focando em três caminhos para a CCAP completa:

1) I-CMTS, alto crescimento do HSD Para o provedor de serviços com CMTS integrado (I-CMTS, Integrated CMTS) que espera um aumento dos dados de alta velocidade (HSD, High-Speed Data)

2) M-CMTS, alto crescimento do HSD Para o provedor que usa um CMTS modular (M-CMTS, Modular CMTS) e arquitetura de headend modular baseada em QAM de extremidade comum (MHA, Modular Headend Architecture) que também espera muito aumento de HSD

3) I-CMTS, VOD Edge QAM Para o provedor com um I-CMTS que prevê aumento significativo do vídeo sob demanda (VOD, Video On Demand).

Pré-lançamento: qual é sua posição?

O caminho (ou caminhos) trilhados variam de: Infraestrutura de rede. Suas redes usam CMTS integrado (I), modular (M) ou ambos? Roteiro de serviços. Quais serviços você planeja expandir nos próximos anos? Dados

de alta velocidade? Vídeo IP? VOD? SDV? E qual é o tempo de implantação desses planos?

Estratégia operacional. Você planeja mudar rapidamente para a abordagem convergida ou manter a arquitetura existente até quando for possível?

Dinâmica de mercado. Quais são as demandas de largura de banda dos seus assinantes? Quais são as ofertas de largura de banda dos seus concorrentes?

DOCSIS 3.1. Qual é o seu tempo de migração para o CMTS DOCSIS 3.1 de capacidade mais elevada e a infraestrutura de modem a cabo?

Cronogramas dos fornecedores. Com quais fornecedores você trabalha, quais caminhos eles seguiram e qual é o tempo de entrega de deles?

Outras funções. Você está preocupado com a disponibilidade de outras funções QAM que não sejam DOCSIS e nem Edge (como limitação ou vários outros protocolos de roteamento)?


Roteiros de fornecedores

Como os provedores de serviços implementam o CCAP também depende de como os fornecedores mudam para essa plataforma. Isso se baseará em fatores como: eles estão construindo o dispositivo convergido a partir do QAM CMTS ou Edge? Os fornecedores, por sua vez, também são influenciados pelos interesses das funcionalidades e do tempo dos provedores de serviços aos quais eles esperam entregar produtos CCAP. Um fornecedor pode preferir dar prioridade ao DOCSIS, e outro, a vídeo; mas os provedores de serviços provavelmente solicitarão funcionalidades que não estão necessariamente alinhadas a um roteiro pré-determinado (Tombes, 2012).

Os seguintes exemplos ilustram três possíveis caminhos de migração para uma arquitetura CCAP completa, começando pelas implementações existentes de QAM CMTS e Edge e permitindo o crescimento dos canais de vídeos ou dados hoje mesmo.

CCAP — Passado, presente e futuro

Na metade de 2011, a CableLabs lançou uma versão atualizada de um relatório técnico que renomeava o dispositivo headend que antes era chamado de Roteador de acesso a serviços de extremidade convergidos (CESAR, Converged Edge Services Access Router), e a Plataforma de acesso a vários serviços convergidos (CMAP, Converged Multiservice Access Platform) de CCAP, uma maneira operacionalmente flexível de atender à necessidade urgente do setor de maior densidade de canal QAM (por porta RF e por chassi) ao integrar funções Edge QAM e CMTS ao longo do tempo.

Hoje, o setor está nos estágios iniciais dessa migração de vários caminhos, que pode levar vários anos para ser concluída.

A integração das funcionalidades Edge QAM e CMTS, no entanto, não é necessariamente o ponto de extremidade da CCAP. O roteiro da CCAP também inclui opções de aumento de redes ópticas passivas (PON, Passive Optical Networking), se desejado; interfaces ópticas que podem envolver módulos ópticos conectáveis com transceptores ópticos modulados de amplitude tradicional ou módulos ópticos de camada física (PHY, Physical Layer) remotos baseados em Ethernet (Silbey, 2013).


Explorando três caminhos de migração para a CCAP completa

Caminho 1: migração para o CCAP pelo do I-CMTS

Um caminho para o CCAP completo começa com chassi I-CMTS DOCSIS 3.0 e Edge QAMs que são suporte a serviços de difusão/VOD e SDV (veja o diagrama abaixo). Um provedor normalmente conecta as saídas RF dessas três caixas em um combinador, conecta essa saída em um transmissor óptico e, então, conecta essa saída óptica a um nó de fibra.

Etapa 1: na primeira fase desse caminho de migração, os chassis do Edge QAM permanecem inalterados, mas o I-CMTS é substituído por um I-CMTS mais denso com capacidade CCAP, como o ARRIS E6000 Converged Edge Router.

Etapas 2 e 3: adicione a funcionalidade de vídeo ao chassi do CCAP, tornando-o verdadeiramente convergente. Aqui, o provedor de serviços adiciona primeiro o VOD ao chassi, liberando o legado de Edge QAMs para uma possível implantação em qualquer outro lugar da rede e depois coloca o SDV/difusão. Como resultado final, o chassi da CCAP transporta todo o tráfego de vídeo e do DOCSIS.

Etapa 4: mostra como um provedor de serviços pode modificar seu chassi de CCAP com o tempo, por exemplo, para adicionar a funcionalidade DOCSIS 3.1. Após a implantação de um chassi com capacidade CCAP, essa etapa é apenas um carregamento de software, com funcionalidades ativadas por licenças do provedor CCAP. No entanto, com as alterações significativas no MAC e no PHY exigidos pelo DOCSIS 3.1, o suporte completo ao DOCSIS 3.1 pode exigir alguns novos hardwares. De qualquer maneira, como já fez o cabeamento uma vez na Etapa 2, o provedor de serviços não precisaria fazê-lo novamente.

Razão fundamental: esse caminho pode ser uma boa opção para um provedor de serviços que pretende dedicar recursos a fim de atender à crescente demanda por serviços HSD e, obviamente, implantou o chassi DOCSIS I-CMTS.


Caminho 2: migração para a CCAP pelo M-CMTS

Um segundo caminho envolve o uso de uma MHA. Nesse caso, um provedor de serviços começa com um núcleo DOCSIS MAC conectado a um chassi Edge QAM baseada em DEPI que proporciona serviços de dados de alta velocidade (veja o diagrama abaixo). Assim como no primeiro exemplo, o ponto inicial começa com saídas de todas as portas QAM Edge (dados de alta velocidade, VOD e SDV/difusão) conectadas a um combinador e, depois, a um downstream.

Etapa 1: o provedor de serviços substitui os chassi Edge QAM do legado por uma plataforma Edge QAM DEPI mais densa que fornece HSD e vídeo IP. Isso deve se tornar um chassi CCAP. Mas, enquanto isso, ele pode atuar como um Edge QAM em um MHA, recebendo sinais de DEPI do mesmo núcleo MAC.

Etapas 2 e 3: assim como no primeiro exemplo, os chassi Edge QAM do legado VOD e SDV/difusão permanecem onde estão, mas podem ser colocadas no chassi com capacidade CCAP. Aqui, o provedor de serviços inicialmente adiciona a funcionalidade VOD e, depois, a funcionalidade de difusão/SDV.

Etapa 4: por fim, o provedor desliga o núcleo MAC original enquanto adiciona o DOCSIS 3.1. A suposição da funcionalidade MAC no chassi CCAP transforma essa arquitetura de um ambiente M-CMTS em um ambiente I-CMTS. Em termos de incorporação de vídeo ao chassi CCAP, esse caso é semelhante ao exemplo anterior; a principal diferença é a vida útil estendida do núcleo MAC legado.

Razão fundamental: esse cenário se aplica a qualquer provedor de serviços com instalações CMTS modulares. O que impulsiona a suspensão do uso do núcleo CMTS herdado ou sua realocação para outro headend é a necessidade de fornecer mais canais DOCSIS.


Caminho 3: migração para a CCAP pelo Edge QAM VOD

O terceiro caminho aproveita o Edge QAM VOD em vez da plataforma CMTS (veja o diagrama abaixo). A primeira etapa diferencia esse caminho, pois o provedor de serviços está concentrado no uso de chassi com capacidade CCAP para adicionar mais canais VOD primeiro.

Etapa 1: nesse caso, o provedor de serviços deixa o I-CMTS e muda o Edge QAM para um modelo mais denso que fica em um chassi com capacidade CCAP

Etapa 2: depois disso, o provedor pode atender à necessidade de um maior crescimento do HSD ao adicionar hardware de receptor upstream e ativar o software DOCSIS no chassi CCAP na Etapa 2, desligando o I-CMTS herdado.

Etapa 3: a adição de software SDV/difusão permite que o chassi CCAP incorpore a funcionalidade dos Edge QAMs de SDV/difusão restantes.

Etapa 4: assim como ocorre nos demais casos, o provedor pode ativar as funções do DOCSIS 3.1 com atualizações apropriadas de software e/ou de hardware.

Razão fundamental: esse é outro caso que envolve redes DOCSIS baseadas em I-CMTS. Nesse cenário, no entanto, o operador prevê um aumento considerável nos serviços de VOD.


Avalie suas opções

Esses três exemplos de migração indicam a flexibilidade operacional do CCAP. Em uma variação um pouco diferente do Caminho 2, o provedor de serviços pode recriar a arquitetura de sua rede desde o início, convertendo-a de uma rede MHA em uma arquitetura I-CCAP tradicional. Outra abordagem seria ir mais diretamente para a CCAP, possivelmente junto com o DOCSIS 3.1. Um outro caminho em consideração usa um CCAP (NR) sem roteamento, que mantém a densidade do QAM enquanto separa o roteamento da Camada 3 (L3) em outro chassi.

As variações operacionais também serão numerosas. Como um provedor de serviços analisa e alinha grupos de serviços continuará como um trabalho em andamento. Cada um ajustará e revisará seu próprio conjunto de ferramentas relacionadas ou adotará novos conjuntos conforme necessário. A necessidade de novas habilidades em várias funções entre as equipes de DOCSIS e de vídeo que, até o momento, operaram muito em silos é outro grande desafio. Os provedores de serviços podem seguir o exemplo da Comcast e delegar os desafios da CCAP a sistemas de suporte, treinamento e profissionais por meio de testes de prontidão (Salinger & Pearman, 2012).

Explorando o atual cenário desordenado das chamadas para fazer uma análise detalhada de tecnologia e negócios (Torbet, Cloonan, Kraiman, Ansley, & Brooks, 2013). Para o tópico em questão, os provedores podem recorrer às equipes de serviços profissionais da comunidade de fornecedores de CCAP. Essas equipes podem ajudar a corresponder as necessidades de cada operador à matriz de possibilidades disponíveis na estrutura da CCAP.

A questão é que tanto os fornecedores quanto os provedores de serviços seguirão por caminhos muito diferentes até chegar à funcionalidade completa do CCAP. Embora o CCAP seja uma tecnologia e uma arquitetura, ele é também uma evolução. Escolher o caminho certo para a evolução é essencial não apenas para alcançar o destino certo, mas também para garantir que a jornada corresponda à sua infraestrutura, seus recursos e requisitos de negócios.

E o DOCSIS 3.1?

A implementação da CCAP começou antes do DOCSIS 3.1, mas o desenvolvimento dessa última iteração do DOCSIS foi inesperadamente rápido. O CableLabs espera que a especificação seja finalizada até o final de 2013, com versões de teste em 2014 e produtos comercialmente prontos disponíveis até o final de 2014 ou o início de 2015 (Baumgartner, 2013).

A incorporação de novas tecnologias é uma função natural da arquitetura CCAP. As opções de recursos ópticos conectáveis com transceptores tradicionais ou módulos PHY remotos baseados em Ethernet, por exemplo, foram destacadas acima. (Consulte "CCAP — Passado, presente e futuro.") As especificações de CCAP serão expandidas para incluir o DOCSIS 3.1, e os fornecedores já começaram a considerar a incorporação do DOCSIS 3.1 em lâminas CCAP novas e existentes (Nastic, 2013).

O suporte ao DOCSIS 3.1 no downstream pode ser permitido via atualizações de firmware, pois muitos designs de cartão de linha são implementados com FPGAs. No upstream, onde os circuitos integrados específicos do aplicativo (ASICS, Application Specific Integrated Circuits) são frequentemente utilizados, os novos ASICS podem ser obrigatórios. Uma arquitetura CCAP flexível e modular garante a compatibilidade com o eficiente DOCSIS 3.1.


Recursos adicionais

Acesse estes links para mais informações sobre implantações e solução de CCAP.

Apresentação em vídeo do relatório de tecnologia de banda larga (BTR, Broadband Technology Report) do evento Cable Show, "CCAP Breakfast - Gerenciamento de Meta-Picture". Nessa apresentação, você poderá ver os pioneiros em CCAP Jorge Salinger (Comcast), Mike Kelsen (Time Warner Cable), Jeff Finkelstein (Cox Communications) e Tom Cloonan (ARRIS) apresentarem suas ideias sobre: Uma análise dos testes e das implantações e como o DOCSIS 3.1 se une à CCAP Estratégias de implantação para permitir que a CCAP seja executada simultaneamente

com outros sistemas herdados Aspectos operacionais e aquisições apropriadas dos tomadores de decisões Abordagens diferentes da implementação da CCAP e onde cada uma delas é adequada Webcast gravado sobre comunicações, engenharia e design (CED, Communications, Engineering and Design) da revista, "Preparação para os lançamentos da CCAP", em que você aprenderá sobre considerações operacionais e de treinamento que precisam ser analisadas antes das implantações da CCAP. Este webcast abrange: Uma visão geral da CCAP A transição dos testes de laboratório para os testes de campo Considerações sobre equipamentos que não inutilizarão investimentos antes os

lançamentos completos da CCAP Planejamento operacional para possíveis problemas entre os vários serviços

convergidos

Referências

Baumgartner, J. (2013). Cable-Tec Expo to Spotlight DOCSIS 3.1. Multichannel News .

Cloonan, T., & Howe, J. (2011). “The Evolution of the Headend in the CCAP World”. The SCTE Cable Tec Expo.

Nastic, G. (2013). Cable MSOs aggressive on DOCSIS 3.1. CSI Magazine .

Salinger, J., & Pearman, T. (2012). CCAP – More than just box replacement.

Silbey, M. (2013). Going Deeper with IP. Light Reading .

Tombes, J. (2012). The CCAP initiative: Product begins to appear. Videonet .

Torbet, D., Cloonan, T., Kraiman, S., Ansley, C., & Brooks, J. (2013). Mapping a Cost-Efficient Transition to Converged Services: Business Modeling Tools and Outcomes to Guide a Path to IP Video. NCTA Spring Technical Forum.

http://btreport.net/2013/06/btr-ccap-breakfast/

http://btreport.net/2013/06/btr-ccap-breakfast/

https://vts.inxpo.com/scripts/Server.nxp


Lista de acrônimos

CCAP Plataforma de acesso convergente por cabo: um esforço liderado

pela CableLabs para desenvolver uma arquitetura densa e

eficiente que combina funcionalidades de modulador QAM CMTS

e Edge

CMTS Sistema de terminação por modem a cabo: um dispositivo de rede

DOCSIS que gerencia e se comunica com muitos modems a cabo

DEPI Interface de PHY externo de downstream: uma especificação de

DOCSIS que define os requisitos de transporte de dados de

usuários receptores entre o núcleo M-CMTS e o Edge QAM

DOCSIS Especificação de dados por interface de serviço de cabo: um

padrão internacional de telecomunicações que possibilita a

transmissão de comunicações de protocolo de Internet por um

sistema de TV a cabo

(E)QAM Edge Modulação de amplitude de quadratura Edge: um modulador de

rede de dados e vídeo com entrada Gigabit Ethernet e saída de

canal QAM; fisicamente separado do CMTS em uma configuração

modular DOCSIS 3.0

I-CMTS CMTS integrado: um CMTS que contém todos os componentes

necessários às operações de DOCSIS

L3 Camada 3: a camada de rede do modelo OSI da rede de

computadores responsável por roteamento e encaminhamento de

pacotes

M-CMTS Sistema de terminação por modem a cabo modular: um CMTS

fisicamente estendido por meio de Gigabit Ethernet, um servidor

de tempo DOCSIS e moduladores Edge QAM

MAC Controle de acesso à mídia: relativo a um protocolo de

comunicações de dados da Camada 2 que fornece mecanismos

de controle de acesso a canais e endereços

MHA Arquitetura de headend modular: interfaces definidas pela

CableLabs para serviços convergidos de vídeo e banda larga,

incluindo especificações de serviços de vídeo digital M-CMTS e

narrowcast

PHY Camada física: a Camada 1 do modelo OSI de rede de

computadores, que consiste em tecnologias de transmissão de

hardware de rede

SDV Vídeo digital comutado: um serviço de vídeo digital no qual os

canais são narrowcast (e não de difusão) para os que os solicitam

VOD Vídeo sob demanda: um serviço de vídeo digital para transmissão

de filmes e programas de TV via narrowcast de acordo com a

solicitação do consumidor



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