Una propuesta para DOCSIS 4.0: Lo mejor de DOCSIS y PON.
2008-03-05
Una propuesta para DOCSIS 4.0: Lo mejor de DOCSIS y PON.
Alon Berstein, Arquitecto en Software, de Cisco Systems y
Steve Gorshe, Ingeniero Principal, de PMC- Sierra.
Resume, traduce y presenta: Ing. Martín Antonio Huerta Carbajal.
El pasado 15 de enero, en Los Ángeles, CA, al filo de las 15 horas, en el California Ballroom, el Arquitecto Alon Bernstein hizo la presentación de este tema, dentro de la Conferencia SCTE sobre Technologías Florecientes.
1. Perspectiva
Las Redes Ópticas Pasivas (PON) están evolucionando rápido y, eventualmente, remplazarán a las tecnologías tradicionales de acceso alámbrico. Las adiciones de línea óptica ya dejan atrás las adiciones de Línea Digital de Suscriptor (DSL) y, para el 2010 habrá un estimado de 35-50 millones de suscriptores PON en el mundo.
Este documento es un seguimiento al que Alon Bernstein, en la 2007 SCTE/ET tituló “Direcciones Futuras en la Batalla entre Cable y PON”. El documento del 2007 presentaba una perspectiva general del panorama competitivo y delineaba cómo recubrir, o revestir, la administración de DOCSIS (Data over Cable Service Interface Specifications) y un sistema de oficina de respaldo DOCSIS en la cima de una red PON. Este documento profundiza en las tecnologías que hacen capaz este recubrimiento o bien, en otras palabras, cómo construir un sistema que aparezca como un CMTS (Cable Modem Termination System) a la oficina de respaldo y, al mismo tiempo, aparezca como una OLT (Optical Line Termination) a la ONU (Optical Network Unit)!.
El documento se enfoca en cómo trazar el mapa de los distintos servicios posibilitados por DOCSIS, tales como, pero no limitados a:
- Registro
- Aprovisionamiento dinámico de servicio
- Seguridad
- y por último, pero no menos importante, video.
La planificación de estos servicios podría considerarse para una estandarización de DOCSIS, misma que podría denominarse “DOCSIS 4.0.”
La presentación también explora cómo se despliega PON, en las redes Telco de hoy, versus (contra) cómo sería desplegada en redes de MSOs (Operadores de Múltiples sistemas) en el futuro.
En tanto que EPON (Ethernet Passive Optical Network) y GPON (Gigabit Passive Optical Network) son las tecnologías dominantes de Fibra hasta el Hogar (FTTH), este documento dará una rápida revisión a otras tecnologías FTTH y cómo DPON puede localizarse encima de ellas.
Es importante notar que varias guías de diseño han cambiado desde que el documento previo fue publicado. Estos cambios son destacados y detallados en las secciones relevantes.
2. Los Protocolos DPON
Las siguientes secciones describen cómo se combinan, los protocolos PON y DOCSIS, en DOCSIS Passive Optical Networks (DPON) – un protocolo cohesivo que combina lo mejor de ambos sistemas. Estos protocolos pueden ser la base de una extensión a la DOCSIS Radio Frequency Interface (RFI).
2.1. Registro de DPON
El concepto básico detrás del registro de DPON es permitir que la norma EPON/GPON maneje la capa uno (capa física), establecimiento de la conexión, y permitir que el protocolo DOCSIS maneje la segunda y tercera capas (data link y network, respectivamente). Esta partición, o división, permite una limpia demarcación de donde para, o termina, EPON/GPON y donde comienza DOCSIS.
Una vez que se establece la conexión de la capa física, el sistema está listo para el proceso de registro. La “salsa secreta” que transforma a DOCSIS en DPON es el software que traduce definiciones de DOCSIS en definiciones EPON/GPON. En el documento de 2007 se recomendaba que este software fuera colocado en la Optical Network Unit (ONU); sin embargo, ahora tiene sentido colocarlo en la Optical Line Termination (OLT) ya que esto significa que no se necesitan cambios –ni en el hardware ni en el software- en el lado de la ONU. La OLT (que emula a un CMTS) instantáneamente inicia un “cable módem virtual”, el cual hace el intercambio real de protocolo, con las aplicaciones de la oficina de respaldo (TOD/DHCP/TFTP). Una vez que el cable módem virtual está en línea, puede trasladar la configuración completa de DOCSIS que recibió, al EPON/GPON equivalente y usar el canal de administración EPON/GPON para relevar la información a la ONU.
2.1.1. Registro de EPON
EL estándar EPON (802.3ah) puede ser visto como estándar Ethernet, con una extensión que lo capacite para realizar operaciones punto-a-multi-punto. Como tal, ni siquiera define capas más altas de administración o se adentra en la capa Network. Utilizando administración DOCSIS y soporte Network como una continuación hacia el establecimiento de la capa física PON, es la forma más natural, para un MSO de cable, de registrar suscriptores PON.
Como se perfila en 2.1, un registro estilo EPON establece la conectividad en la capa física. Una vez establecida, la OLT crea un “cable módem virtual” que va a través de DHCP/TOD/TFTP en beneficio, o a favor, de la ONU.
(Con el propósito de no hacer pesada la presentación y despertar un mayor interés en el tema, dejamos pendiente el complemento de este punto 2.1.1 Registro de EPON, asi como: 2.1.2 Registro de GPON, 2.2. Servicios Dinámicos DPON, 2.3. Seguridad DPON, 2.4. Mapeando DOCSIS QoS hacia EPON/GPON, 2.5. PCMM, 2.6. Video DPON, 2.7. Servicios de Voz, 2.8. Management Information Base (MIB), 2.9. Operaciones, Administración y Mantenimiento (OAM) de PON, 3. La Solución del Sistema DPON 3.1. Arquitectura de la Red PON, 3.2 Metro Ethernet y DPON 3.3. Rango, 3.4. Densidad, 3.5. Redundancia, 4. Tecnologías Fibra hasta el Hogar (FTTH), para concluir y anexar una lista de Acrónimos y Abreviaturas).
5. Conclusión
Migrar de una planta HFC a una planta de pura Fibra no es una elección fácil u obvia para un MSO de cable. Sin embargo, hay ciertos casos en que es clara la necesidad de una red PON. Nombremos algunos:
- Terrenos en zona rural,
- Mejorías en la planta (coaxial envejecido o maltratado),
- Adquisición
- Clientes de negocios
Con el tiempo se sabrá si estas “islas PON” crecerán hasta el punto de remplazar la planta HFC. Esta presentación no intenta contestar si, o cuándo, esto pasará. Pero incluso, si PON es restringido a ciertas aplicaciones o a ciertas áreas en la planta del MSO, un sistema PON que esté integrado a la perfección dentro de la oficina de respaldo de una red de cable, es una herramienta poderosa y, como se demuestra en esta presentación, ello podría ser tan simple como el agregar un módulo de software que hace la traslación DOCSIS/PON hacia la OLT. Dicho lo anterior, en el mercado de cable es importante, y significativo, el beneficio de un cable específico OLT, que es diseñado desde abajo hacia arriba para adecuarse a las arquitecturas de red de cable de los MSOs.
ANEXO: Lista de Acrónimos y Abreviaturas.
ACRÓNIMOS Y ABREVIATURAS
ACK: Acknowledgement. Reconocimiento.
ADSL: Asymetric Digital Subscriber Line. Línea Asimétrica Digital
de Suscriptor.
AES: Advanced Encryption Standard Norma de Codificación
Avanzada.
ATM: Asyncronous Transfer Mode Modo de Transferencia
Asíncrona.
BRAS: Broadband Remote Access Server Servidor de Acceso
Remoto de Banda amplia.
CBC: Cipher Block Chaining Encadenamiento de
bloque cifrado.
CFG: Configuration Configuración.
CM: Cable Modem Cablemódem.
CMTS: Cable Modem Termination System Sistema Terminal de
Cablemódem.
CO: Central Office Oficina Central.
CPE: Customer Premises Equipment Equipo en locales del
Cliente.
CPON: China Telecom Ethernet Passive Optical Networks
Redes Ópticas Pasivas Ethernet de China Telecom.
DA: Destination Address Dirección de destino.
DBA: Dynamic Bandwidth Allocation Distribución Dinámica de
Ancho de Banda.
DEPI: DOCSIS External Physical Interface Interfaz Física Externa de
DOCSIS.
DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol Protocolo de Configuración
Dinámica de la Máquina.
DOCSIS: Data over Cable Service Interface Specification
Especificación de la Interfaz para el Servicio de Datos por Cable.
DPON: DOCSIS Pasive Optical Network Red Óptica Pasiva DOCSIS.
DS: Downstream Torrente hacia abajo.
DSL: Digital Subscriber Line Línea Digital del Subscritor.
DSLAM:DSL Access Multiplexer Multiplexor de Acceso DSL.
EPON: Ethernet Passive Optical Network Red Óptica Pasiva Ethernet.
FEC: Forward Error Correction Corrección de Error
Haciadelante.
FTTH: Fiber to the Home Fibra hasta la casa.
GEM: GPON Encapsulation Method Método de Encapsulamiento
GPON.
GPON: Gigabit Passive Optical Network Red Óptica Pasiva Gigabit.
GTC: GPON Transmission Convergence Convergencia de Transmisión
GPON.
HD: High Definition (TV) Alta Definición (TV).
HFC: Hybrid Fiber Coax Híbrida de Fibra y Coaxial.
ICMP: Internet Control Message Protocol Protocolo Mensaje de
Control por Internet.
ID: Identifier Identificador.
IP: Internet Protocol Protocolo de Internet.
ISP: Internet Service Provider Proveedor de Servicio
Internet.
ITU: Internal. Telecommunication Union Unión Internacional de
Telecomunicaciones.
L2TPv3: Layer 2 Tunneling Protocol version 3 Capa 2 Protocolo Tunneling
version 3.
LLID: Logical Link Identifier Identificador de Enlace Lógico.
MAC: Media Access Control Control de Acceso a los Medios.
MEF: Metro Ethernet Forum Foro Metro Ethernet.
MIB: Management Information Base Base para información de
administración.
MPCP: Multipoint Control Protocol Protocolo para Control de
Multipunto.
MPLS: Multiprotocol Label Switching Switcheo de Etiquetas de
Multiprotocolos.
MSO: Multiple System Operator Operador de Múltiples Sistemas.
MUX: Multiplexer Multiplexor.
NTT: Nippon Teleg. and Telephone Corp. Corp Telef. Y Telegraf. Nipona.
OAM: Operations, Admn. and Maintenance Operaciones, Administración &
Mantenimiento.
OAMPDU:OAM Protocol Data Unit Unidad de Datos Protocolo OAM.
OLT: Optical Line Termination Terminal de Línea Óptica.
OLU: Optical Line Unit Unidad de Línea Óptica.
OMCC: ONT Management &Control Channel Administración ONT y Canal de
Control.
OMCI: ONT Management &Control Interface Administración ONT e Interfaz de
Control.
ONT: Optical Network Terminal Terminal de Red Óptica.
ONU: Optical Network Unit Unidad Red Óptica.
P2P: Peer-to-Peer Igual-a-Igual.
PC: Personal Computer Computadora personal.
PC: PacketCable Ídem (marca comercial).
PCMM: Multi-Media Ídem (multimedios).
PLOAM: Phisical Layer OAM Capa Física OAM.
PMD: Phisical Medium Dependent Dependiente del Medio Físico.
PON: Passive Optical Network Red Óptica Pasiva.
PPPoE: Point-to-Point Protocol over Internet Protocolo Punto-a-Punto, sobre
Internet.
QAM: Quadrature Amplitud Modulation Modulación de Amplitud en
Cuadratura.
QoS: Quality of Service Calidad de Servicio.
REG: Registration Registro.
REQ: Request Petición.
RFI: Radio Frequency Interface Interfaz de Radio Frecuencia.
RSP: Response Respuesta.
SA: Source Address Dirección o Domicilio de la
Fuente.
SDH: Synchronous Digital Hierarchy Jerarquía Digital Síncrona.
SLA: Service Level Agreement Acuerdo sobre el Nivel del
Servicio.
SONET: Synchronous Optical Network Red Óptica Síncrona.
TDM: Time Division Multiplexing Multiplexión por División de Tiempo.
TFTP: Trivial File Transfer Protocol Protocolo de Transferencia de
Archivo Trivial.
TLVs: Threshold Limit Values Valores Límite de penumbra.
TOD: Time of Day Hora del día.
UGS: Unsolicited Grant Service Servicio Otorgado No Solicitado.
UNI: User Network Interface Interfaz de Red del Usuario.
US: Upstream Torrente hacia arriba.
VDOC: Video over DOCSIS Video a través de DOCSIS.
VDSL: Very High Bit-Rate DSL DSL de muy alta Tasa de Bits.
VLAN: Virtual Local Area Network Red Virtual de Área Local.
WAN: Wide Area Network Red de Área Amplia.
WDM: Wavelength-Division Multiplexing Multiplexión por División de
Longitud de Onda.
WiMAX: Worldwide Interoperability for Micro-wave Access.
Interoperatividad Mundial para Acceso por Microondas.
Folio 803040.
