Upstream extendido en la práctica: hacia el high-split
En ANGA COM 2022 tuve el placer de participar en el panel “DOCSIS 4.0 – Precision Equipment enable Extended Spectrum”. El panel fue brillantemente presentado por Anthony Basham, y expertos de la industria, incluidos Georg Heiler, Nick Padfield y Jay Lee, compartieron sus últimas ideas. Durante y después del panel recibí varias preguntas relacionadas con mi tema y decidí responderlas en este artículo. Pero para responderlas correctamente, necesito ponerlas en el contexto correcto, por lo que mi publicación combina los elementos clave de mi discurso original, las preguntas y mis respuestas.
Razones detrás de la decisión de división alta (high-split)
Hoy vemos a muchos operadores de cable europeos moviéndose o planeando migrar de redes de cable de alta división de 65/85 MHz a 204/258 MHz. Con base en lo que aprendimos de estas transformaciones, a continuación compartiré algunas ideas que pueden ayudarlo una vez que la división de 65/85 MHz ya no sea suficiente y la FTTH o los competidores inalámbricos fijos estén llamando a las puertas de sus clientes. Debido a la competencia, el aumento de las velocidades de banda ancha y la convergencia de la red, el despliegue de la arquitectura de acceso distribuido (DAA) probablemente también esté en su agenda. Dado que los despliegues de DAA y los cambios divididos requieren visitas de gabinete de calle y una planificación cuidadosa, tiene sentido ejecutar ambos proyectos de actualización en paralelo.
El objetivo una vez que se completa el despliegue
La Figura 1 ilustra cuál es el objetivo probable de implementación en un punto de la red. Muestra los canales de entrada de subida del Remote PHY (RPD) o Remote MACPHY (RMD) después de actualizar su red, instalar nuevos dispositivos DAA y cambiar los diplexores del amplificador. (La mayoría de los operadores en Europa ya tienen elementos de red con capacidad para 204/258 MHz en uso que admiten frecuencias de hasta 1.2 GHz. Por lo tanto, solo se deben cambiar los diplexores enchufables). La línea amarilla describe el ruido dominado por el ingreso de baja frecuencia por debajo de 25 MHz.
Incluso después de la actualización del DOCSIS 3.1, es probable que aún tenga algunos canales QAM de un solo operador (SC-QAM) de DOCSIS 3.0 en su red, ya que los módems heredados no se pueden cambiar de la noche a la mañana. Por encima de estos canales SC-QAM, el primer bloque OFDMA es seguido por un bloque OFDMA completo que tiene un ancho de 96 MHz y se detiene por debajo de los 204 MHz. La calidad de los diplexores y los elementos de la red define qué tan cerca de 204 MHz puede ubicar la subportadora OFDMA más alta, pero la efectividad prometida de la corrección de errores de reenvío OFDMA brinda cierto margen en los bordes.
Alcanzar el objetivo ilustrado requiere una cantidad considerable de conocimiento, planificación y decisiones. El objetivo también plantea las dos importantes preguntas adicionales, que responderé a continuación: ¿Puede usted migrar gradualmente hacia la división de 204/258 MHz o necesita cambiar todos los componentes de la red, especialmente las tomas de pared a la vez y si el cambio gradual es posible, qué se debe considerar?
La atenuación no es tu enemiga
Si bien la atenuación de la red suele ser una preocupación real, este no es el caso con las frecuencias de subida. De hecho, la atenuación de la red de la ruta de retorno resulta beneficiosa, ya que aumenta la relación señal/ruido (SNR), lo que conduce a una mayor relación de errores de modulación (MER) y permite el uso de constelaciones de modulación más avanzadas. Esto se ilustra en la Figura 2.
Cuando la cascada del amplificador se ajusta correctamente, ya sea manualmente o automáticamente, la cascada es transparente. Por lo tanto, el nivel de la señal en la entrada del RPD (punto A) es el mismo que en la entrada del amplificador (punto B). El ejemplo muestra las atenuaciones de un divisor de 16 vías (≈16 dB), cables de bajada (cada 10 dB) y tomas de pared (cada 4 dB). Estos elementos podrían atenuarse aún más, ya que una mayor atenuación conduciría a un mayor nivel de salida del módem de cable porque los módems de cable compensan las pérdidas de la última caída de acuerdo con las instrucciones que un sistema de terminación de módem de cable (CMTS) o un núcleo de plataforma de acceso de cable convergente (CCAP), dan a los módems de cable. Por lo tanto, mayores pérdidas mejoran la SNR y la MER. En la Figura 2, el cable módem tiene un margen de alrededor de 12 dB (112 dBuV – 100 dBuV) que podría usarse para compensar pérdidas aún mayores. Sin embargo, minimizar la atenuación de la última caída a frecuencias más altas es la otra cara de la moneda y el comportamiento de alta frecuencia domina cómo se comportan los elementos a frecuencias más bajas.
Pero, ¿significaría el mayor nivel de salida del módem por cable mayores niveles de perturbación de la señal entre dos hogares vecinos? En realidad no. Por ejemplo, si el nivel de transmisión de un módem de cable es 12 dB más alto debido a la mayor atenuación de la caída (22 dB en lugar de 10 dB), toda la ruta entre dos vecinos se atenúa 24 dB más, ya que la ruta incluye dos caídas. En este caso asumimos que todas las caídas tendrían la misma atenuación y son atendidas por un divisor de 16 vías. En la práctica, los cables de bajada no tienen la misma longitud y un divisor es un divisor. Esta suposición simplifica el ejemplo y se hace por razones ilustrativas. Sin embargo, la simplificación no falsea el punto principal. Incluso cuando la longitud de los cables de bajada varía, la atenuación no es su enemigo por debajo de 204 MHz. En la vida real, hemos visto a los operadores agregar principalmente atenuadores de ruta de retorno en sus redes durante las actualizaciones de 204/258 MHz.
Perturbaciones y fugas
Cuando se aumentan los niveles de transmisión del módem por cable, también aumenta el nivel de la señal de fuga dentro de un hogar. Por lo tanto, un aislamiento adecuado entre los puertos de salida de la pared se vuelve primordial. En la práctica, nuestra recomendación es alrededor de 55dB entre la televisión y los puertos de datos. Esto significaría que los sintonizadores de televisión o decodificadores (STB) podrían ver un nivel de fuga de alrededor de 57 dBuV, como lo demuestra la Figura 3. Pero con la fuga por debajo de 204 MHz, ¿por qué importaría esto si la frecuencia más baja de los canales de televisión debe estar por encima de 258 MHz una vez que se actualicen las redes?
El aislamiento es importante porque los sintonizadores aún son sensibles a las frecuencias por debajo de 204 MHz. En la práctica, el nivel de fuga de 57 dBuV puede ser ligeramente superior al nivel de la señal de televisión recibida. Si bien el nivel de fuga es alto, los sintonizadores de televisión y STBs generalmente no son sensibles a las perturbaciones "fuera de banda" que están 54 MHz por debajo de la frecuencia de carga útil más baja. Por desgracia, la evidencia anecdótica sugiere que algunos sintonizadores se ven perturbados por estas señales "fuera de banda" que causan artefactos visibles en la imagen de televisión. Si su plan es tener una subida OFDMA y puede controlar qué modelos de STB usan sus suscriptores, sería beneficioso probar estos modelos de STB antes de la implementación planificada del OFDMA.
¿Qué tal el vecino? El vecino está a salvo ya que la transmisión del módem por cable pasaría primero por una ruta de atenuación de 49 dB (4 dB + 10 dB + 25 dB + 10 dB). Además, el enchufe de pared de 204/258 MHz del vecino atenuará la transmisión en el puerto de televisión por debajo de 204 MHz tanto que el nivel de fuga estaría muy por debajo del rango problemático.. Una pregunta más importante es, ¿qué sucede si el vecino todavía tiene una toma de pared de 65/85 MHz como muestra la Figura 4? En implementaciones graduales de división alta, este sería el caso. En ese caso, la atenuación sería de 53 dB (49 dB + 4 dB) y los sintonizadores de televisión y STB reciben señal a 59 dBuV (112-53). Nuevamente, tenemos una perturbación que no debería causar ningún problema, pero nuestra recomendación sigue siendo la misma; sería beneficioso probar sus modelos STB antes de la implementación OFDMA planificada.
Entrada FM y el OFDMA
El segundo problema que se observa con la toma de pared de 65/85 MHz es causado por la señal de radio FM. Aunque la ruta de retorno de 204 MHz significa la ausencia de servicios de radio FM proporcionados por el operador de cable, las frecuencias de FM aún están en el aire y pueden ingresar a la red a través de tomas de pared antiguas que aún tienen puertos de FM. Estos puertos no están conectados o están conectados a radios FM a través de cables de conexión coaxiales y, a veces, solo se conecta un cable de conexión a la toma y un extremo sin terminación se encuentra en el piso como una antena.
El ingreso de la FM es un problema real que algunos de nuestros clientes operadores han visto en su red y una de las razones por las que los operadores de cable han dudado en usar la banda de FM para el bloque OFDMA inferior que ilustra la Figura 1. Esto puede parecer contrario a la intuición, ¿no debería el OFDMA ser excelente contra la intrusión? ¿No debería ser el cambio de perfil de modulación dinámica por subportadora exactamente lo que abordaría el problema de esta intrusión? Sí, pero... Hace unos dos años, cuando los despliegues de acceso distribuido ya estaban en curso, algunos de los primeros en adoptar el OFDMA de división alta se sorprendieron de lo flexible que parecía ser el OFDMA. De hecho, algunos núcleos CCAP no admitían cambios de modulación dinámica por subportadora. En 2022, literalmente hablando, esto ya no debería ser un problema.
Resum
En resumen, ¿qué hacer con las tomas de pared y la ruta de retorno de 204 MHz en la práctica? ¿Cómo puede un operador pasar de redes de 65/85 MHz a 204/258 MHz? Desde una perspectiva técnica, la opción más fácil sería cambiar todas las tomas de pared a la vez. y usar tomas de pared con alto aislamiento de puerto a puerto. En ese caso, una alternativa a prueba de futuro sería seleccionar tomas de pared compatibles con 1.8 GHz.
La actualización completa de 204/258 MHz en toda la red eliminaría los problemas de fugas, sintonizadores molestos y posibles problemas de intrusión de la FM. Desafortunadamente, esta opción es costosa y, a menudo, poco práctica. Por lo general, los operadores han definido un cierto límite para el flujo de subida por suscriptor, por ejemplo, 50 Mbit/s, que activa una nueva instalación de tomacorriente de pared, pero solo este usuario pesado de 50 Mbit/s obtiene tomas de pared de 204/258 MHz mientras los vecinos continúan. con sus tomas de pared de 65/85 MHz. En ese caso, el operador puede utilizar el bloque OFDMA superior junto con el módem DOCSIS 3.1. El bloque OFDMA inferior no se usa si el núcleo CCAP, sorprendentemente, no admite cambios de perfil de modulación dinámica por subportadora. Una vez que se han actualizado todos los tomacorrientes de pared en un segmento de red, también se puede usar de manera segura el bloque OFDMA inferior.
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Arttu Purmonen
Arttu Purmonen
Me uní a Teleste en 1997 y diseñé productos de procesamiento de video y transmisión de datos. He trabajado como ingeniero, gerente de proyectos, gerente de productos y director comercial, pero siempre me motivó comprender la perspectiva del cliente. Me llevó a ser responsable del marketing técnico y de sistemas, donde mi fuerza impulsora interna y mi experiencia anterior pueden festejar juntas. Ver mi LinkedIn.
