Ventajas de la Tecnología Digital en el camino de Retorno para arquitecturas HFC en aplicaciones DOCSIS 3.0 y 3.1

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2 Ventajas de la Tecnología Digital en el camino de Retorno para arquitecturas HFC en aplicaciones DOCSIS 3.0 y 3.1 Camilo Moreno Septiembre 2015

3 Agenda Introducción El desafío del camino de Retorno en las redes HFC modernas Caracterización ió dlnpr del y Rt Retorno Análogo Retorno Digital. Descripción de la Tecnología Ventajas del Retorno Digital Vs Análogo Proyección y requerimientos de DOCSIS Otras Tecnologías aplicadas con Retorno Digital. Conclusiones

4 Predicción de Tasa de Crecimiento del Upstream

5 Físicamente el retorno es el cuello de botella en la arquitectura de una RED HFC El camino de retorno será día a día el tema mas critico

6 Herramientas para incrementar la capacidad en Reversa Segmentación 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) No incrementa la velocidad máxima para el cliente. DOCSIS 3.0 con Channel Bonding Incrementa la velocidad máxima por cliente. No incrementa la velocidad promedio Aumento de Ancho de Banda en retorno (54 MHz a 85 MhZ o100mhz) Incrementa la velocidad promedio por cliente. Incrementa la exigencia del retorno(especialmente del análogo) debido a la carga de transmitir un ancho de banda mayor. No Incrementa la velocidad máxima( si no hay Bonding)

7 Herramientas para incrementar la capacidad en Reversa (II) Aumento en Modulación(64 QAM o 256 QAM) Incrementa ambas velocidades la promedio y máxima por cliente. Incrementa la exigencia del retorno, requiere alto desempeño y mayor estabilidad al piso de ruido DOCSIS 3.1 con incremento en BW a (+) 200 MHz 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

8 Incrementar el ancho de banda de Re. Sea cual sea la técnica.. Segmentación Exige tener un camino de retorno confiable, Robusto y con alto desempeño WDM Mid & High Split Channel Bonding Docsis Aumento en Esquema de Modulación DOCSIS La tecnología de Retorno Digital es superior para lograr este objetivo

9 Caracterización del retorno: La curva NPR

10 Caracterización del Retorno Análogo Ejemplo: curva NPR con 12 db de rango dinamico en NPR 41 db

11 Caracterización del Retorno Análogo Ejemplo: curva NPR con 12 db de rango dinamico en NPR 41 db

12 Caracterización del Retorno Análogo Ejemplo: curva NPR con 12 db de rango dinamico en NPR 41 db

13 Retorno Digital

14 Canal de Retorno Digital: Principio

15 Retorno Digital: Variación de la curva NPR Incrementando el Ancho de Banda sin cambiar la taza de muestreo reduce el Incrementando el Ancho de Banda sin cambiar la taza de muestreo reduce el rango dinámico

16 Retorno Digital: Variación de la curva NPR Incrementandoel Anchode Bandapero incrementandorelativamente la Incrementando el Ancho de Banda pero incrementando relativamente la taza de muestreo no cambia el rango dinámico

17 Integración de múltiples RF Y Concatenación LPF ADC TDM LPF ADC

18 Sistema de monitoreo integrado Gbps Stream Total de Retorno Gbps Monitoreo y Control:Niveles Ópticos, voltajes, Switch

19 Ventajas entre Retorno Análogo y Digital

20 Nivel de ganancia estable independiente de la distancia La ganancia del enlace varia con el presupuesto y nivel de entrada óptica. NPR (db) Análogo Reduce con distancia / Nivel de entrada óptica 2dBmV per 1dBm (db) Link Gain Digital Constante no hay variación con la distancia o entrada óptica Digital Link Analog link dbmv/hz Link budget (db)

21 Nivel de RF estable independiente de la distancia Ganancia:28 db En Retorno Análogo Salida:36 dbmv Misma salida Salida:26 dbmv 5 db 5dBm 10 dbm 1 dbm 2 dbmv 3 dbm a 31 dbm 8 dbmv Recalibrar entrada en el CMTS/ Long Loop AGC

22 Nivel de RF estable a variaciones de temperatura Análogo Rango Dinámico Reducido Digital Muy Estable <+/-0.5dB cruzamiento 55-40C 65C 25C NPR(dB B) Input Pwr (dbmv/hz) Fuente:WP19, Docsis 3.0 solving the upstream challenge, Aurora Networks Inc September 2009

23 Inmune a la Diafonía (Cross Talk) Impacto Multi λ Análogo Incrementa con el número de λ s s Incrementa con la potencia óptica Digital Immune a este efecto Hasta 80 retornos por fibra NP PR (db) x DWDM 30Km NPR (db) Analog case Digital case 25 30Km no EDFA, no Xtalk corrected for Xtalk Input drive level (dbuv/hz) Link budget (db)

24 Multiplexación de varios canales en WDM Node 5-42 MHz Analog In Node Analog Return from Coax Plant Digital Optical Tx A to D Digital Reverse Appprox 1 Gbps Digital Modulated Light 10 CWDM or 40 DWDM in one single fiber Node 5-42 MHz Analog In Node Analog Return from Coax Plant Digital Optical Tx A to D Digital Reverse Appprox 1 Gbps Digital Modulated Light Hub Node 5-42 MHz Analog In Node Analog Return from Coax Plant Digital Optical Tx A to D Digital Reverse Appprox 1 Gbps Digital Modulated Light DWDM Mux

25 Estable al aumento del ancho de banda NPR (db) El rango dinámico del NPR varia con el aumento del ancho de banda. Análogo Digital Reduce por el incremento del El Rango dinámico se mantiene ancho de banda incrementando y compensando la tasa de muestreo. e (db) Dynamic Rang Analog case Digital case dbmv/hz Link budget (db) Incremento de la tasa de muestreo se hace por software

26 Retorno universal- Actualización y modularidad Solo compras lo que necesitas con Base a (Distancia, CWDM, DWDM, Velocidad)

27 Digital vs Análogo 5-85 MHz Enlace Digital vs Analog 40 km con 8 dbm enlace de perdida 16dB, 12 QAM 64 Limite de BER de of 1.E-6 usado para definir rango dinámico, Este refleja los limites actuales impuestos por la tecnología 1.E-02 1.E-03 1.E-04 1.E 6 BER range BER 1.E-05 1.E-06 Analog 15 db DR Digital 20 db DR NPR db 1.E-07 1.E-08 5dB Digital advantage 1E-09 1.E Input power dbmv/hz

28 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 +

29 Proyecciones del Estándar DOCSIS 3.1

30 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 QAM y más Cada salto de nivel QAM requiere un incremento de a 6dB en el MER. 33dB MER Objetivo para 256QAM 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 3.1 Utiliza 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 40dB NPR mas 14dB de Rango Dinamico 4K QAM Requiere 39 db MER 43dB NPR mas 10dB de Rango dinamico. i

31 Otras aplicaciones del Retorno Digital RFoG y RFPON VHUB

32 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). 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!!

33 Despliegue anual del Retorno Digital frente al Retorno Análogo

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