Ventajas j de la Tecnología g Digital g en el camino de Retorno para arquitecturas HFC en aplicaciones DOCSIS 3.0 y 3.1 Camilo Moreno Septiembre p 2015 Agenda g Introducción El desafío del camino de Retorno en las redes HFC modernas Caracterización del NPR y Retorno Análogo C t i ió d l NPR R t A ál Retorno Digital. Descripción de la Tecnología p 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 Predicción de Tasa de Crecimiento C del Upstream Físicamente el retorno es el cuello de botella en la arquitectura d una RED HFC de El camino de retorno será día a día el tema mas critico 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) analógico (4x4) • No incrementa la velocidad máxima para el cliente. DOCSIS 3.0 con Channel DOCSIS 3.0 con Channel Bonding • Incrementa la velocidad máxima por cliente. Incrementa la velocidad máxima por cliente • No incrementa la velocidad promedio Aumento de Ancho de Banda en retorno (54 MHz a 85 MhZ o100 MHz) Aumento de Ancho de Banda en retorno (54 MHz a 85 MhZ Aumento de Ancho de Banda en retorno (54 MHz a 85 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 mayor transmitir un ancho de banda mayor. • No Incrementa la velocidad máxima( si no hay Bonding) Herramientas p para incrementar la capacidad p en Reversa ((II)) Aumento en Modulación(64 QAM o 256 QAM) ( 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 de ruido id 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 Incrementar el ancho de banda de Re. Sea cual sea la técnica….. Exige tener un camino de retorno confiable Robusto y con alto desempeño confiable, Segmentación WDM Mid & High Split Channel Bonding Docsis 3.0 30 Aumento en Esquema de Modulación DOCSIS 3.1 DOCSIS 3 1 La tecnología de Retorno Digital es superior para lograr este objetivo 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 Digital g Canal de Retorno Digital: Principio 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 Retorno Digital: Variación de la curva NPR Incrementando el Ancho de Banda pero incrementando relativamente la Incrementando el Ancho de Banda pero incrementando relativamente la taza de muestreo no cambia el rango dinámico Integración de múltiples RF Y Concatenación LPF ADC 01001101 TDM LPF ADC 10100111 010011011 Sistema de monitoreo integrado 2.125 Gbps Stream Total de Retorno 0.125 Gbps Monitoreo y Control:Niveles Ópticos, voltajes, Switch Ventajas j entre Retorno Análogo g y Digital g Nivel de ganancia estable independiente de la distancia Análogo • Reduce con distancia / Nivel de entrada óptica 2dBmV per 1dBm Digital • Constante – no hayy variación con la distancia o entrada óptica Link Gain (dB) NPR R (dB) La ganancia del enlace varia con el presupuesto y nivel de entrada óptica. Digital Link Analog link dBmV/Hz Link budget (dB) Nivel de RF estable independiente de la distancia Ganancia:28 dB En Retorno Análogo Salida:36 dBmV Misma salida Salida:26 dBmV Salida:26 dBmV ‐ 5dBm ‐10 10 dBm dBm 5 dB 1 dBm≈2 dBmV ‐3 dBm a ‐31 dBm Recalibrar entrada en el CMTS/ Long Loop AGC 8 dBmV Nivel de RF estable a variaciones de temperatura Digital • Muy Estable <+/-0.5dB cruzamiento Análogo • Rango Dinámico Reducido -40C 50 65C 45 25C 40 35 30 NPR(dB B) 55 25 -50 -60 -70 -80 -90 20 Input Pwr (dBmV/Hz) Fuente:WP19, Docsis 3.0 solving the upstream challenge, Aurora Networks Inc September 2009 Inmune a la Diafonía (Cross Talk) Impacto Multi‐ λ Digital • Immune a este efecto • Hasta 80 retornos por fibra Análogo • Incrementa con el número de λλ’ss • Incrementa con la potencia óptica 45 NPR (dB) N 40 NP PR (dB) Digital case 8x DWDM 30Km 35 30 25 Analog case 30Km no EDFA, no Xtalk corrected for Xtalk 20 ‐35 ‐25 ‐15 ‐5 Input drive level (dBuV/Hz) Input drive level (dBuV/Hz) 5 Link budget (dB) Multiplexación de varios canales en WDM Node Digital Optical Tx 5-42 MHz Analog In A to D Node Analog Return from Coax Plant Digital Reverse Appprox 1 Gbps Digital Modulated Light 10 CWDM or 40 DWDM in one single fiber Node Digital Optical Tx 5-42 MHz Analog In A to D Node Analog Return from Coax Plant Digital Reverse Appprox 1 Gbps Digital Modulated odu ated Light g t Hub Node Digital Optical Tx 5-42 MHz Analog In A to D Node Analog Return from Coax Plant Digital Reverse Appprox 1 Gbps Digital Modulated Light DWDM Mux Estable al aumento del ancho de banda El rango dinámico del NPR varia con el aumento del ancho de banda. Digital • El Rango dinámico se mantiene incrementando y compensando la tasa de muestreo. Dynamic Range (dB) D NPR (dB) N Análogo • Reduce por el incremento del ancho de banda dBmV/Hz Digital case Analog case Link budget (dB) Incremento de la tasa de muestreo se hace por se 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 g vs Analog g – 40 km con 8 dBm enlace de p 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-05 1.E-06 1 E 07 1.E-07 1.E ‐6 BER range Analog 15 dB DR Digital 20 dB DR 5dB 5dB Digital advantage 1.E-08 1 E-09 1.E 09 Input power dBmV/Hz NPR dB BER 1.E-04 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 más • Cada salto de nivel QAM requiere un incremento de a 6dB en el MER. • 33dB MER Objetivo para 256QAM • 39dB MER Obj Objetivo i 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 FrequencyFrequency 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 d de Rango R di dinamico. i Otras aplicaciones del Retorno Digital RFoG 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). 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