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EuroCableLabs6th Floor, Kennedy HouseAvenue des Arts / Kunstlaan 36 1040 BrusselsBelgium
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(Euro)DOSCIS 3.0(Euro)DOSCIS 3.0- Wohin geht die Reise ?- Wohin geht die Reise ?
Sitzung des ITG-Fachausschusses 3.3 München, 25.10.2005
Dr. Dirk Jaeger
Institut für N achrichtentechnik
Dr. Dirk Jaeger
Slide 2(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?
InhaltsübersichtInhaltsübersicht
• Einführung• EuroDOCSIS als Transportsystem
• Modulare Kabelkopfstelle (CMTS)• DOCSIS 3.0 – die nächste Generation
• Multimediadienste mit EuroPacketCable• EuroPacketCable Multimedia• SIP als Signalisierungsprotokoll
• Zusammenfassung und Ausblick
Dr. Dirk Jaeger
Slide 3(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?
Architektur eines modernen HFC-NetzesArchitektur eines modernen HFC-Netzes
Primary Ring
Access areaBackbone area
SecondaryRing
CATV area
HFC - Hybrid Fiber Coax Übergangspunkt zu anderen Netzen
Master Headend
Local Headend
Local Headend
Optical Nodes
Hub
Dr. Dirk Jaeger
Slide 4(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?
Frequenzspektrum – Beispiel BerlinFrequenzspektrum – Beispiel BerlinBereichEuroDOCSISUpstream
UKW-Radio
DVB-C
0 65 108 300 450 606 862
PAL
DVB-C64-QAM
(41 Mbps)
DVB-C256-QAM(55 Mbps)
Bereich füre.g. VOD
EuroDOCSISDownstreams(DVB-C PHY)
PAL DVB-C Frequenz [MHz]
DS-Kapazität für digiale Signale:Heute basierend auf €DOCSIS: 164 Mbps Heute basierend auf €D & DVB-C: 1.3 GbpsNutzung des kompleten DS-Spektrums: 5 Gbps
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Slide 5(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?
Digitale KommunikationsplattformDigitale Kommunikationsplattform
CableHome(Euro)PacketCable
Anwendungen und Dienste(VoD, Telefonie, Daten etc.)
Kabelzugangsnetz Hausnetz
LAN-Systeme(Ethernet, IEEE
802.11 usw.)DVB-C
(Euro)DOCSIS
TV
Dr. Dirk Jaeger
Slide 6(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?
InhaltsübersichtInhaltsübersicht
• Einführung• EuroDOCSIS als Transportsystem
• Modulare Kabelkopfstelle (CMTS)• DOCSIS 3.0 – die nächste Generation
• Multimediadienste mit EuroPacketCable• EuroPacketCable Multimedia• SIP als Signalisierungsprotokoll
• Zusammenfassung und Ausblick
Dr. Dirk Jaeger
Slide 7(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?
DOCSIS-EntwicklungDOCSIS-Entwicklung
XXXXXX
XXXX
XXX
XKabelmodemVoIP Telefon (MTA)Residential GatewayVideo TelefonMobile EndgeräteIP Set-top Box
XXXXXX
XXXXX
XXX
XHochratiges Internet Gestaffelte DienstklassenVoIPVideokonferenzDienste f. profess. KundenVideo Entertainment
DOCSIS 3.0Nx55 / Nx305.000 / 270
DOCSIS 2.055 / 30
5.000 / 270
DOCSIS 1.155 / 10
5.000 / 150
DOCSIS 1.055 / 10
5.000 / 150
DOCSIS Version[Mbps]/Kanal: DS / US[Mbps]/Node: DS / US
Consumer Devices
Services
Quelle: CableLabs, U.S.A.(für Europa angepasst)
1) Total US BW: 45 MHz2) Total US BW: 55 MHz
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Slide 8(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?
Europäische AnforderungenEuropäische Anforderungen an die nächste Generation EuroDOCSIS an die nächste Generation EuroDOCSIS
• Wesentliche Erhöhung der Datenrate pro Endgerät (in US und DS)
• Wesentliche Verringerung der Kosten pro übertragenem Bit zum optischen Knoten bzw. Kabelmodem
• Zusätzlicher Downstream für weniger als 500 €
• Zielpreis für Endgerät 40 €
• Kurzfristige Marktverfügbarkeit
• Rückwärtskompatibilität zu (Euro)DOCSIS 2.0 und 1.1/1.0
• Funktionalität: neue innovative Dienste
• Flexibilität: integriertes IP-System für alle Arten von Diensten
• für private und kommerzielle Kunden
• für die Einführung erweiterter IP-basierter Dienste wie zum Beispiel Gaming, VoD, und personalisierter Videoanwendungen
• Minimierung der Unterschiede zwischen DOCSIS und EuroDOCSIS
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Slide 9(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?
EntwicklungsvorgabenEntwicklungsvorgaben
• Bündelung mehrer Kanäle (Channel Bonding)• CMTS enthält unabhängige Module
• Downstream-Modulator und -Sender• Upstream-Empfänger und -Demodulator• DOCSIS MAC und Ressourcenverwaltung• IP-Routing-Funktionalität• Zeitbasis
• Integration von DVB-EdgeQAMs beispielsweise zur Anwendung von Video-on-Demand (VoD)• Ähnliche Funktionalität wie interner QAM-Modulator im CMTS• Höhere Funktionsdichte und Kosteneffizienz
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Slide 10(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?
M-CMTS
DOCSIS 3.0- / M-CMTS-ArchitekturDOCSIS 3.0- / M-CMTS-Architektur
MAC Unit
Rx
Kabel-modem
End-gerät
WAN Kabel-netz
NS
I
RFI
CMCINeues DOCSI
S Interfa
ce
DRFI
Tx
DOCSIS Timing Server
Edge Resource Manager
Operations Support System
Neues M-
CMTS Interfa
ce
DTI
DEPI
ERMI
OSSI
EdgeQAM
Vorh. DOCSI
S Interfa
ce
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Slide 11(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?
M-CMTS InterfacesM-CMTS Interfaces
• Downstream External PHY Interface (DEPI)• Erlaubt die Trennung von MAC- und PHY-Schichten• Definiert Daten- und Steuerungskanäle zur Überbrückung des
Netzwerkes zwischen M-CMTS core und EQAM• Transportpfad für alle DOCSIS Pakete
• DOCSIS Timing Interface (DTI)• External Zeitreferenz zur Synchronisierung der Taktfrequenzen• Sicherstellung einer einheitlichen Interpretation der Zeit in allen
Knoten
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Slide 12(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?
M-CMTS Interfaces IIM-CMTS Interfaces II
• Edge Resource Management Interface (ERMI)• Dynamische Zuweisung von den vom EQAM zur Verfügung
gestellten Ressourcen auf Anfrage des M-CMTS core• Operations Support System Interface (OSSI)
• SNMP MIB Erweiterung für die Unterstützung von M-CMTS• Downstream RF Interface
• Unterstützung mehrerer QAM-Kanäle pro Port• Unterstützung der gemeinsamen Benutzung von Ressourcen
durch Video- und Datendienste
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Slide 13(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?
HF Empfänger
DemodulationMPEG und MAC
VerarbeitungEthernet und IP
VerarbeitungQAM IP
HF Empfänger
DemodulationMPEG und MAC
VerarbeitungEthernet und IP
VerarbeitungQAM IP
HF Empfänger
DemodulationMPEG und MAC
VerarbeitungEthernet und IP
VerarbeitungQAM IP
Channel Bonding – herkömmliche Verarbeitung Channel Bonding – herkömmliche Verarbeitung in z.B. 3 Modemsin z.B. 3 Modems
HF Empfänger
DemodulationMPEG und MAC
VerarbeitungEthernet und IP
VerarbeitungQAM IP
HF Empfänger
DemodulationMPEG und MAC
VerarbeitungEthernet und IP
VerarbeitungQAM IP
HF Empfänger
DemodulationMPEG und MAC
VerarbeitungEthernet und IP
VerarbeitungQAM IP
Dr. Dirk Jaeger
Slide 14(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?
HF Empfänger
DemodulationMPEG und MAC
VerarbeitungEthernet und IP
VerarbeitungQAM IP
HF Empfänger
DemodulationMPEG und MAC
VerarbeitungEthernet und IP
VerarbeitungQAM IP
HF Empfänger
DemodulationMPEG und MAC
VerarbeitungEthernet und IP
VerarbeitungQAM IP
Channel BondingChannel Bonding – äquivalentes DOCSIS-3.0-Modem – äquivalentes DOCSIS-3.0-Modem
HF Em-pfänger
Demo-dula-tion
MPEG und MAC
Verar-beitung
QAM
Ethernet und IP Verarbeitung
QAM IP
QAM
Rekombi-nation
der Pakete in
den zusam-menge-fassten Kanälen
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Slide 15(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?
Design-ZieleDesign-Ziele
• Vervielfachung der Datenrate• Verteilung der Verkehrslast auf mehrere QAM Kanäle
• Wesentliche Kostenreduktion (CAPEX) • Modulare CMTS ermöglicht Nutzung der DVB-EdgeQAMs für
DOCSIS im Downstream
• Flexible Zuordnung der Downstream- und Upstream-Kanäle• Schutz der Investitionen z.B. in (Euro)DOCSIS 2.0 und VoD-
Ausstattung durch Rückwärtskompatibilität• Reduzierung des Platzbedarfs• Unterstützung von IPv6• Unterstützung mobiler Dienste – „Quadruple Play“→ Flexibel konfigurierbare Architektur auf Modulbasis
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Slide 16(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?
AgendaAgenda
• Einführung• EuroDOCSIS als Transportsystem
• Modulare Kabelkopfstelle (CMTS)• DOCSIS 3.0 – die nächste Generation
• Multimediadienste mit EuroPacketCable• EuroPacketCable Multimedia• SIP als Signalisierungsprotokoll
• Zusammenfassung und Ausblick
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Slide 17(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?
(Euro)PacketCable Entwicklung(Euro)PacketCable Entwicklung
• PacketCable 1.0 und 1.5 (anwendungsspezifisch)• Architektur für Telefoniedienste (Sprache) • Definition spezifischer Netzwerkelemente, z.B. Gateway zum
öffentlichen Telefonnetz• PacketCable Multimedia (anwendungsunabhängig)
• Architektur für IP Multimediadienste wie Gaming, BW-on-Demand• QoS, Ressourcenverwaltung und Zuweisungsstrategie
• PacketCable 2.0 (anwendungsgesteuert)• Modulare Architektur für erweiterte Dienste z.B. erweiterte
Telefonie, Integration mit Mobilfunknetzen, Dienste für Firmen• Neue Dienste bestimmen notwendige Erweiterungen
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Slide 18(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?
(Euro)PacketCable Multimedia(Euro)PacketCable Multimedia
Managed IP backbone
HFC
HFC
CMTS
Privates Netz CM
Endgerät
CMTSPrivates
Netz
CM
Endgerät
Policy Server
Record Keeping Server
Application Manager
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Slide 19(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?
PacketCable 2.0PacketCable 2.0
• Erweiterte Fähigkeiten für private Sprach- und Videokommuni-kationsdienste• Berücksichtigung von Anwesenheit, Nutzeridentität,
Personalisierung• Integration in drahtlose und Mobilfunknetze
• Diensterweiterung auf Funksysteme (WiFi, WiMAX, GSM), Integration von Zusatzdiensten, einheitliche Telefonnummer
• Integration von Funktionalität über Plattformgrenzen hinweg• Integration von Videoinhalten mit hochratiger Datenübertragung
und anderen Multimediadiensten • Unterstützung von Telefoniediensten für Unternehmen
• Dienste für mittelständische Betriebe, VoIP-basierte Übertragung für PBXs
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Slide 20(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?
PacketCable 2.0 – Modulare ArchitekturPacketCable 2.0 – Modulare Architektur
Back Office Servers
SIP Core
•SIP Proxy•Presence Server•Subscriber Registration
Interconnect
•IP•PSTN•PacketCable Dienste
Edge
ZugangsnetzKabel Alternatives Netz
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Slide 21(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?(Euro)DOCSIS 3.0 – Wohin geht die Reise?
ZusammenfassungZusammenfassung
• Kabelfernsehnetze stellen hochwertige, digitale Plattformen für alle Arten interaktiver Multimediadienste dar – DVB, IP, etc.• Hohe Übertagungskapazität• EuroDOCSIS – transparentes Breitbandtransportsystem für IP-basierte
Datenströme• EuroPacketCable – modulare, anwendungsgesteuerte Architektur für
IP-basierte Multimediadienste
• Ihre kontinuierliche Weiterentwicklung ermöglicht die Erfüllung von steigenden Anforderungen• Bestehen im Wettbewerb der Zugangssysteme• Entwicklung und Übertragung innovativer Dienste• Integration drahtloser Geräte und „Quadruple Play“
• Zusammenarbeit von EuroCableLabs and CableLabs ermöglicht interoperable Produkte für globalen Markt