Evolução e revolução – Caminhos para a banda larga 10G para redes a cabo

O desenvolvimento e a introdução de várias novas tecnologias de acesso à rede cabeada, estendendo-se da central até a casa, avançaram a um ritmo notável nos últimos anos. Esse ritmo acelerado de inovação tem sido impulsionado pela crescente demanda dos consumidores pelas redes atuais – e pela corrida resultante para oferecer serviços de vários gigabits por segundo até os lares – juntamente com o crescimento de tecnologias alternativas de rede de acesso, como a fibra para a casa (FTTH). Assim, o grande número de opções para otimizar e evoluir as redes de cabo pode parecer assustador. Portanto, muitos operadores de cabo podem usar 2024 como uma oportunidade para dar um passo atrás, respirar fundo e avaliar como suas necessidades de rede atuais e futuras se alinham com a abundância de soluções disponíveis agora e no futuro.

Embora tecnologias revolucionárias de rede, como a Arquitetura de Acesso Distribuído (DAA) e Node PON, permaneçam como opções viáveis para muitas operadoras via cabo, outras estão principalmente interessadas em otimizar seus atuais ativos de rede para fornecer velocidades e capacidades aumentadas com custo efetivo. Também é esperado que as soluções de rede de próxima geração Extended Spectrum DOCSIS (ESD), Full Duplex DOCSIS (FDX) e Unified DOCSIS 4.0 continuem ganhando tração com as operadoras de cabo em 2024. O objetivo, como sempre, é 10G. A principal questão para as operadoras de cabo em 2024 será quando e como elas chegarão lá.

Há duas respostas gerais para essa questão. A abordagem mais conservadora é otimizar os atuais ativos da rede DOCSIS 3.1 para maximizar sua capacidade e velocidades de throughput. Essa abordagem permite que os operadores de cabo ofereçam aos consumidores serviços premium, minimizando os gastos de capital e as interrupções na rede. Por outro lado, algumas operadoras via cabo estarão interessadas em evoluir seus atuais ativos de rede DOCSIS 3.1 para operação DOCSIS 4.0. Essa abordagem mais agressiva envolverá a qualificação e a implantação de novos equipamentos DOCSIS 4.0 na central e na planta externa. No curto prazo, essa abordagem evolutiva exigirá mais recursos de capital, mas renderá frutos além de 2024 à medida que a rede evoluída operar com velocidades e capacidades completas DOCSIS 4.0.

Apesar das muitas e variadas tecnologias disponíveis para operadoras de cabo, este artigo foca em três soluções para otimizar e evoluir redes de cabo que provavelmente gerarão interesse significativo na indústria em 2024.
Otimização das Atuais Redes DOCSIS 3.1

Após o grande aumento no consumo de banda larga durante a pandemia de covid-19, quando muitas pessoas estavam trabalhando e estudando em casa, o consumo de banda larga desde então voltou à média nos Estados Unidos – nesse caso, aproximadamente 18% de crescimento anual composto em downstream e 20% em upstream. Ao mesmo tempo, com 89% das casas e empresas tendo acesso a serviços gigabit, esses serviços são claramente a nova norma.

Neste ambiente competitivo, as operadoras via cabo devem continuar a otimizar e evoluir suas redes para acompanhar o ritmo. De fato, a principal vantagem do DOCSIS 4.0 sobre o DOCSIS 3.1 é a expansão dos espectros/larguras de banda e o consequente aumento da capacidade da rede. Plantas DOCSIS 3.1 operando a 1.2 GHz em downstream e 204 MHz em upstream geralmente tinham limitações de velocidade disponíveis para as casas devido às limitações dos chipsets CPE DOCSIS 3.1. Esses chipsets só podiam agrupar até dois blocos de Canais OFDM e 32 SC-QAMs (QAMs de portadora única) em downstream.

Graças aos avanços nos chipsets CPE DOCSIS 3.1, no entanto, os dispositivos CPE DOCSIS 3.1 de próxima geração podem suportar o agrupamento de até quatro blocos de Canais OFDM e 32 SC-QAMs. O que torna esses ganhos especialmente empolgantes é que eles suportam novos níveis de serviço mais altos para os assinantes apenas com a implantação desses dispositivos CPE – sem necessidade de atualizações adicionais na rede.

Além dos novos CPE DOCSIS 3.1, as operadoras de cabo também podem implantar CPE DOCSIS 4.0 em um CMTS DOCSIS 3.1 para permitir o agrupamento de cinco ou mais blocos de canais OFDM para níveis de serviço ainda mais altos – novamente, apenas com atualizações de CPE. Essa abordagem ajuda a preparar a rede para uma operação completa DOCSIS 4.0, enquanto realiza capacidades parciais DOCSIS 4.0 em downstream.

Ao direcionar cirurgicamente as casas que se inscrevem em serviços premium com esses dispositivos CPE aprimorados, as operadoras de cabo podem otimizar as capacidades e throughputs em suas redes existentes e suportar serviços gigabit premium; novas implantações de CPE D3.1 em redes DOCSIS 3.1 de divisão média ou alta suportam velocidades de até 8,8 Gbps em downstream, enquanto novas implantações de CPE DOCSIS 4.0 suportam velocidades de até 9,5 Gbps em downstream. Ambos os dispositivos suportam velocidades de até 1,7 Gbps em upstream. Esses ganhos permitem que as operadoras de cabo que não têm planos imediatos de atualizar suas redes para operação DOCSIS 4.0 permaneçam competitivas a um menor custo.

Node PON
A tecnologia Node PON de próxima geração é uma excelente solução para clientes empresariais selecionados, assinantes residenciais de alta largura de banda, MDUs, implantações rurais, entre outras oportunidades de mercado. As soluções Node PON são compatíveis com as atuais redes de cabo HFC Brownfield, suportando tanto a evolução das tecnologias coaxiais tradicionais quanto uma abordagem revolucionária para estender a borda da rede. Elas também são componentes- chave nas iniciativas de expansão de banda larga Greenfield. Em ambos os cenários de implantação, as tecnologias Node PON podem ser integradas de forma transparente com plataformas OSS/BSS amigáveis ao cabo, fornecendo soluções de classe mundial com menor custo de propriedade.

Dispositivo OLT instalado em um nó ou VHub
As operadoras de cabo vão querer escolher entre IEEE EPON/10G EPON ou ITU GPON/XGS-PON para evoluir as redes Brownfield existentes ou estender uma rede via construções Greenfield. IEEE EPON/10G EPON requer mudanças mínimas nos CPE atuais e nas arquiteturas de headend e é totalmente compatível com os padrões CableLabs DPoE v2.0. Ao integrar com interfaces DOCSIS padrão, IEEE EPON/10G EPON reduz o custo de implantação para as operadoras. ITU GPON/XGS-PON opera a partir de um Gerenciador de Domínio PON baseado na nuvem que suporta interoperabilidade de plataforma para provisionamento e gerenciamento de ONU, além de onboarding e provisionamento sem toque, acelerando a implantação.
vCMTS (CMTS Virtual)

O vCMTS (CMTS Virtual) tem vários benefícios operacionais – incluindo escalabilidade, redução no consumo de energia e economia de espaço – que preparam a rede de cabo para tecnologias de planta externa de próxima geração. Mais importante, ele fornece a flexibilidade e transparência operacional necessárias para maximizar os benefícios da operação DAA e Node PON em ambas as arquiteturas de rede novas e existentes.

A operação do vCMTS divide e move funções de rede de acesso de hardware CMTS ou CCAP especializado para software executado em servidores comerciais de prateleira (COTS), criando economia significativa de energia e custo no headend. O vCMTS pode portar rapidamente e com eficiência a funcionalidade de um CMTS baseado em chassi para uma plataforma virtualizada, fornecendo um caminho contínuo da operação CMTS baseada em hardware para a nuvem para operadores CMTS tradicionais, enquanto estende significativamente a borda da rede quando implantado em conjunto com DAA. Olhando para o futuro, até o final de 2024, as operadoras de cabo terão uma estratégia clara e direcionada para otimizar, evoluir e até mesmo revolucionar suas redes.

Por Guy Sucharczuk, presidente da divisão de soluções de rede de acesso na CommScope.