Ventajas de la Tecnología Digital en el j g gcamino de Retorno para arquitecturas HFC en aplicaciones DOCSIS 3.0 y 3.1
Camilo MorenoSeptiembre 2015p
Agendag
IntroducciónEl desafío del camino de Retorno en las redes HFC modernas
C t i ió d l NPR R t A ál Caracterización del NPR y Retorno Análogo
Retorno Digital.Descripción de la Tecnologíap g
Ventajas del Retorno Digital Vs Análogo
Proyección y requerimientos de DOCSIS 3 1 Proyección y requerimientos de DOCSIS 3.1
Otras Tecnologías aplicadas con Retorno Digital.
Conclusiones
CPredicción de Tasa de Crecimiento del Upstream
Físicamente el retorno es el cuello de botella en la arquitectura d RED HFCde una RED HFC
El camino de retorno será día a día el tema mas critico
Herramientas para incrementar la capacidad en ReversaHerramientas para incrementar la capacidad en Reversa
SegmentaciónSegmentaciónSegmentaciónSegmentación• Excelente para incrementar la velocidad promedio por cliente• Se requiere gran cantidad de fibras en caso de no utilizar WDM para utilizar un retorno
analógico (4x4)
DOCSIS 3.0 con DOCSIS 3.0 con ChannelChannel BondingBonding
analógico (4x4)• No incrementa la velocidad máxima para el cliente.
• Incrementa la velocidad máxima por cliente
Aumento de Ancho de Banda en retorno (54 MHz a 85Aumento de Ancho de Banda en retorno (54 MHz a 85 MhZMhZ o100 MHz)o100 MHz)
• Incrementa la velocidad máxima por cliente.• No incrementa la velocidad promedio
Aumento de Ancho de Banda en retorno (54 MHz a 85 Aumento de Ancho de Banda en retorno (54 MHz a 85 MhZMhZ o100 MHz)o100 MHz)• Incrementa la velocidad promedio por cliente.• Incrementa la exigencia del retorno(especialmente del análogo) debido a la carga de
transmitir un ancho de banda mayortransmitir un ancho de banda mayor. • No Incrementa la velocidad máxima( si no hay Bonding)
Herramientas para incrementar la capacidad en Reversa (II)p p ( )
Aumento en Modulación(64 QAM o 256 QAM)Aumento en Modulación(64 QAM o 256 QAM)( Q Q )( Q Q )
• Incrementa ambas velocidades la promedio y máxima por cliente.• Incrementa la exigencia del retorno, requiere alto desempeño y mayor estabilidad al piso
d id
DOCSIS 3.1 con incremento en BW a (+) 200 MHzDOCSIS 3.1 con incremento en BW a (+) 200 MHz
de ruido
• Excelente incremento de ambas velocidades la promedio y la máxima por cliente.• Significara una alta exigencia(Especialmente en el Retorno análogo), por el aumento
significativo del ancho de Banda
Incrementar el ancho de banda de Re.
Sea cual sea la técnica….. Exige tener un camino de retorno confiable Robusto y con alto desempeñoconfiable, Robusto y con alto desempeño
SegmentaciónSegmentación
WDMWDM
MidMid & High Split& High Split
ChannelChannel BondingBonding DocsisDocsis 3 03 0 La tecnología de Retorno Aumento en Esquema de ModulaciónAumento en Esquema de Modulación
ChannelChannel BondingBonding DocsisDocsis 3.03.0 La tecnología de Retorno Digital es superior para lograr este objetivo
DOCSIS 3 1DOCSIS 3 1 DOCSIS 3.1DOCSIS 3.1
Caracterización del retorno: La curva NPR
Caracterización del Retorno Análogo
Ejemplo: curva NPR con 12 dB de rango dinamico en NPR 41 dB
Caracterización del Retorno Análogo
Ejemplo: curva NPR con 12 dB de rango dinamico en NPR 41 dB
Caracterización del Retorno Análogo
Ejemplo: curva NPR con 12 dB de rango dinamico en NPR 41 dB
Retorno Digitalg
Canal de Retorno Digital: Principio
Retorno Digital: Variación de la curva NPR
Incrementando el Ancho de Banda sin cambiar la taza de muestreo reduce elIncrementando el Ancho de Banda sin cambiar la taza de muestreo reduce el rango dinámico
Retorno Digital: Variación de la curva NPR
Incrementando el Ancho de Banda pero incrementando relativamente laIncrementando el Ancho de Banda pero incrementando relativamente la taza de muestreo no cambia el rango dinámico
Integración de múltiples RF Y Concatenación
01001101ADCLPF
TDM 010011011
10100111ADCLPFLPF
Sistema de monitoreo integrado
2.125 Gbps Stream Total de Retorno
0.125 Gbps Monitoreo y Control:Niveles Ópticos, voltajes, Switch
Ventajas entre Retorno Análogo y Digitalj g y g
Nivel de ganancia estable independiente de la distancia
La ganancia del enlace varia con el presupuesto y nivel de entrada óptica.
Nivel de ganancia estable independiente de la distancia
Análogo • Reduce con distancia / Nivel de
Digital• Constante – no hay variación con la
R (d
B)
(dB
)
Digital LinkDigital Link
entrada óptica 2dBmV per 1dBm
ydistancia o entrada óptica
NP
R
Link
Gai
n Digital LinkDigital Link
Analog linkAnalog link
dBmV/Hz Link budget (dB)
Nivel de RF estable independiente de la distancia
Ganancia:28 dBEn Retorno Análogo
Salida:36 dBmV
‐ 5dBm5 dB
‐10 dBm
Misma salida
Salida:26 dBmV
‐3 dBm a ‐31 dBm 8 dBmV
10 dBm1 dBm≈2 dBmV
Salida:26 dBmV
Recalibrar entrada en el CMTS/ Long Loop AGC
Nivel de RF estable a variaciones de temperaturaNivel de RF estable a variaciones de temperatura
Análogo• Rango Dinámico Reducido
Digital• Muy Estable <+/-0.5dB cruzamiento
45
50
55
-40C
65C B)
25
30
35
4025C
NPR
(dB
20
25
-90
-80
-70
-60
-50
Input Pwr (dBmV/Hz)
Fuente:WP19, Docsis 3.0 solving the upstream challenge, Aurora Networks IncSeptember 2009
Inmune a la Diafonía (Cross Talk)
Impacto Multi‐ λ
Análogo• Incrementa con el número de λ’s
Digital• Immune a este efecto• Incrementa con el número de λ s
• Incrementa con la potencia óptica • Hasta 80 retornos por fibra
35
40
45
PR (d
B)
NP
R (
dB)
Analog caseAnalog case
Digital caseDigital case8x DWDM30Km
20
25
30
‐35 ‐25 ‐15 ‐5 5
NP
Input drive level (dBuV/Hz)
30Km no EDFA, no Xtalkcorrected for Xtalk
N Analog caseAnalog case
Input drive level (dBuV/Hz) Link budget (dB)
Multiplexación de varios canales en WDM
Node
5-42 MHzDigital Optical Tx
Node
AnalogReturn from Coax
Plant
DigitalReverse
A to DAnalog InNode
AnalogReturn from Coax
Plant
DigitalReverse
A to DAnalog InAnalog In
Appprox 1 Gbps
DigitalModulated Light
10 CWDM or 40 DWDM in one single fiber
Node
Node
Analog Digital
A to DAnalog InNode
Analog Digital
A to DAnalog InAnalog In5-42 MHz
DigitalModulated Light
Digital Optical Tx
fiber
AnalogReturn from Coax
Plant
ReverseAnalog
Return from CoaxPlant
ReverseAppprox 1 Gbps
odu ated g t
Node
Hub
Node
AnalogReturn from Coax
Plant
DigitalReverse
A to DAnalog InNode
AnalogReturn from Coax
Plant
DigitalReverse
A to DAnalog InAnalog In5-42 MHz
Appprox 1 Gbps
DigitalModulated Light
Digital Optical Tx
DWDMMux
Estable al aumento del ancho de banda
El rango dinámico del NPR varia con el aumento del ancho de bandaEl rango dinámico del NPR varia con el aumento del ancho de banda.Análogo • Reduce por el incremento del
ancho de banda
Digital• El Rango dinámico se mantiene
incrementando y compensando
NP
R (d
B)
e (d
B)
Digital caseDigital case
ancho de banda incrementando y compensando la tasa de muestreo.
N
Dyn
amic
Ran
g
Analog caseAnalog case
dBmV/HzD
Link budget (dB)
Incremento de la tasa de muestreo
se hace porse hace por software
Retorno universal- Actualización y modularidad
Solo compras lo que necesitas con Base a (Distancia, CWDM, DWDM, Velocidad)( , , , )
Digital vs Análogo 5-85 MHz
Enlace Digital vs Analog – 40 km con 8 dBm enlace de perdida 16dB, 12 QAM 64
1.E-02
Limite de BER de of 1.E-6 usado para definir rango dinámico, Este refleja los limites actuales impuestos por la tecnología
g g p ,
1.E-04
1.E-03
1.E ‐6 BER range
1 E 07
1.E-06
1.E-05
NPR
dB
BER
5dB
Analog 15 dB DR
Digital 20 dB DR
1 E-09
1.E-08
1.E-07 5dB Digital advantage
1.E 09
Input power dBmV/Hz
Comparación Análogo Vs Digital
COMPARACION DIGITAL ANALOGO
Estabilidad térmica + ‐
Estabilidad a alta distancia + ‐
Capacidad de CWDM/DWDM (segmentación) + ‐
Monitoreo y gestión nodo + ‐
Múltiples Canales de RF por fibra + ‐
Diafonía (Cross Talk) + ‐
Concatenación + ‐
Inmune a la ampliación del BW + ‐
Actualmente trabajan a 200 MHz ‐ +
Interoperabilidad ‐ +
Proyecciones del Estándar DOCSIS 3.1
Requerimientos de camino de Retorno (Docsis 3.0 y 3.1)
DOCSIS 3.0• Requerimientos mínimos de 27dB en MER para un pre FEC errors de <1 E-6.
256QAM y más256QAM y más• Cada salto de nivel QAM requiere un incremento de a 6dB en el MER.
• 33dB MER Objetivo para 256QAM39dB MER Obj i 1024QAM (1K QAM)• 39dB MER Objetivo para 1024QAM (1K QAM)
• 45dB MER Objetivo para 4096QAM (4K QAM) • No soportada en Docsis 3.0 pero podemos medir su desempeño.
DOCSIS 3.1Utiliza algoritmos avanzados de FEC LDPC (Low density parity check) y Utilizacion de COFDMA(Coded orthogonal Frequency- Acceso multipunto)
256 QAM Requiere 27dB MER • 40dB NPR mas 14dB de Rango Dinamico
1K QAM Requiere 33 dB MER
COFDMA(Coded orthogonal Frequency Acceso multipunto)
1K QAM Requiere 33 dB MER• 40dB NPR mas 14dB de Rango Dinamico
4K QAM Requiere 39 dB MER 43dB NPR 10dB d R di i• 43dB NPR mas 10dB de Rango dinamico.
Otras aplicaciones del Retorno DigitalRFoG y RFPON
VHUB
Conclusión/Resumen
El Retorno Digital es operacionalmente amigable, mismo desempeño y
misma ganancia para enlaces distintos.
Puede ingresar múltiples longitudes de onda sin correr el riesgo de
degradar el desempeño del retorno,tener 80 retornos por una sola fibra.
Ancho de banda hasta 100MHz (200 MHZ en desarrollo) Ancho de banda hasta 100MHz (200 MHZ en desarrollo).
Monitoreo de las plataformas integrado
Mismo desempeño al aumento del Ancho de Banda
Permite concatenación. (4 nodos en un receptor).
Modularidad en transmisores de retorno( Distancia, WDM y Velocidad de
TX)
Tecnología Ideal Para DOCSIS 3.1
DOCSIS 3.1 Sobre Retorno Digital – No hay problema!!
Despliegue anual del Retorno Digital frente al Retorno Análogo