À l’heure où l’industrie des réseaux câblés s’oriente vers des solutions innovantes pour répondre à la demande de services gigabit, des technologies comme le Node PON et le système de gestion de réseau virtuel (vCMTS) se distinguent comme des options clés pour l’optimisation et l’évolution des infrastructures existantes. Mais les câblo-opérateurs doivent aussi en 2024 choisir entre optimiser les réseaux DOCSIS 3.1 existants ou migrer vers DOCSIS 4.0, chaque option présentant ses propres avantages en termes de capacité, de débit et d’investissement. En route vers le haut débit 10G…
Le développement et l’introduction de plusieurs nouvelles technologies d’accès au réseau câblé, depuis le centre de commutation jusqu’au domicile, ont progressé à un rythme remarquable au cours des dernières années. Cette rapidité d’innovation est due aux exigences croissantes des consommateurs à l’égard des réseaux actuels – et à l’empressement qui en résulte pour offrir des services à plusieurs gigabits par seconde au domicile – ainsi qu’à la croissance des technologies alternatives d’accès au réseau, comme la fibre optique jusqu’au domicile (FTTH). Ainsi, le nombre de choix possibles pour optimiser et faire évoluer les réseaux câblés peut sembler décourageant. C’est pourquoi de nombreux câblo-opérateurs pourraient profiter de l’année 2024 pour prendre du recul et évaluer comment leurs besoins actuels et futurs en matière de réseau s’alignent sur l’abondance des solutions qui sont disponibles aujourd’hui et le seront à l’avenir.
Si les technologies de réseau révolutionnaires, telles que l’architecture d’accès distribué (DAA) et le nœud PON, restent des options viables pour de nombreux câblo-opérateurs, d’autres cherchent avant tout à optimiser leurs réseaux actuels afin de fournir des vitesses et des capacités accrues de manière rentable. On s’attend également à ce que les solutions de réseau DOCSIS à spectre étendu (ESD), Full Duplex DOCSIS (FDX) et Unified DOCSIS 4.0 de la prochaine génération continuent de gagner en popularité auprès des câblo-opérateurs en 2024. L’objectif, comme toujours, est la 10G. La principale question pour les câblo-opérateurs cette année sera de savoir quand et comment ils y parviendront.
Il y a deux réponses générales à cette question. L’approche la plus conservatrice consiste à optimiser les réseaux DOCSIS 3.1 existants afin de maximiser leur capacité et leur débit. Cette approche permet aux câblo-opérateurs d’offrir aux consommateurs des services de qualité supérieure tout en minimisant les dépenses d’investissement et les perturbations du réseau. D’autre part, certains câblo-opérateurs seront intéressés par l’évolution de leur réseau DOCSIS 3.1 actuel vers un fonctionnement DOCSIS 4.0. Cette approche plus agressive impliquera la qualification et le déploiement de nouveaux équipements DOCSIS 4.0 dans le centre de commutation et à l’extérieur. À court terme, cette approche évolutive nécessitera davantage de ressources en capital, mais portera ses fruits au-delà de 2024, lorsque le réseau évolué fonctionnera avec toutes les vitesses et capacités DOCSIS 4.0.
Malgré les technologies nombreuses et variées dont disposent les câblo-opérateurs, cet article se concentre sur trois solutions d’optimisation et d’évolution des réseaux câblés qui devraient susciter un intérêt important dans l’industrie en 2024.
Optimisation des réseaux DOCSIS 3.1 actuels
Après la forte augmentation de la consommation de bande passante pendant la pandémie de COVID-19, lorsque de nombreuses personnes travaillaient et suivaient des cours à domicile, la consommation de bande passante est depuis revenue à la moyenne – dans ce cas, environ 18 % de croissance annuelle pour le débit descendant et 20 % de croissance annuelle composée pour le débit ascendant. Dans le même temps, avec 89 % des foyers et des entreprises ayant accès à des services gigabit, ces services sont clairement la nouvelle norme.
Dans cet environnement concurrentiel, les câblo-opérateurs doivent continuer à optimiser et à faire évoluer leurs réseaux pour ne pas se laisser distancer. En fait, le principal avantage de DOCSIS 4.0 par rapport à DOCSIS 3.1 est l’élargissement des spectres/largeurs de bande et l’augmentation simultanée de la capacité du réseau. Les installations DOCSIS 3.1 fonctionnant à 1,2 GHz en débit descendant et à 204 MHz en débit ascendant ont généralement eu des débits limités pour les foyers en raison des limites des chipsets des CPE DOCSIS 3.1. Ces chipsets ne pouvaient relier que deux blocs de canaux OFDM et 32 QAMS à porteuse unique (SC-QAM).
Toutefois, grâce aux progrès réalisés dans les chipsets des CPE DOCSIS 3.1, les dispositifs CPE DOCSIS 3.1 de la prochaine génération peuvent prendre en charge la liaison de quatre blocs de canaux OFDM et de 32 SC-QAM. Ce qui rend ces progrès particulièrement intéressants, c’est qu’ils permettent d’offrir aux abonnés de nouveaux niveaux de service plus élevés en déployant simplement ces dispositifs CPE – aucune mise à niveau supplémentaire du réseau n’est nécessaire.
En plus – ou à la place – du nouveau CPE DOCSIS 3.1, les câblo-opérateurs peuvent également déployer un CPE DOCSIS 4.0 sur un CMTS DOCSIS 3.1 afin de permettre la liaison de cinq blocs de canaux OFDM ou plus pour des niveaux de service encore plus élevés – encore une fois, avec de simples mises à niveau du CPE. Cette approche permet de préparer le réseau au fonctionnement complet de DOCSIS 4.0 tout en réalisant une capacité DOCSIS 4.0 partielle pour le début descendant.
En ciblant avec précision les foyers abonnés à des services haut de gamme avec ces équipements CPE améliorés, les câblo-opérateurs peuvent optimiser les capacités et les débits de leurs réseaux existants et prendre en charge des services gigabit haut de gamme ; les nouveaux déploiements CPE D3.1 dans les réseaux DOCSIS 3.1 à division moyenne ou élevée prennent en charge des vitesses allant jusqu’à 8,8 Gbps en aval, tandis que les nouveaux déploiements CPE DOCSIS 4.0 prennent en charge des vitesses allant jusqu’à 9,5 Gbps en aval. Les deux dispositifs prennent en charge des vitesses allant jusqu’à 1,7 Gbps en amont. Ces gains permettent aux câblo-opérateurs qui n’ont pas de projets immédiats de mise à niveau de leurs réseaux pour le fonctionnement de DOCSIS 4.0 de rester compétitifs à moindre coût.
Node PON
La technologie Node PON de nouvelle génération est une excellente solution pour certains clients professionnels, les abonnés résidentiels à large bande passante, les MDU, les déploiements ruraux, entre autres opportunités de marché. Les solutions Node PON sont compatibles avec les réseaux câblés HFC actuels, ce qui permet de s’affranchir des technologies coaxiales traditionnelles et d’adopter une approche révolutionnaire de l’extension de la périphérie du réseau. Elles constituent également un élément clé des initiatives d’expansion de la bande passante dans les zones vierges. Dans les deux scénarios de déploiement, les technologies Node PON peuvent être intégrées de manière transparente aux plates-formes OSS/BSS adaptées au câble, offrant ainsi les meilleures solutions de leur catégorie avec un coût de propriété réduit.
Les solutions Node PON sont modulaires et fonctionnent via un dispositif R-OLT installé dans un nœud ou un VHub. Les câblo-opérateurs choisiront soit l’IEEE EPON/10G EPON, soit l’ITU GPON/XGS-PON pour faire évoluer les réseaux Brownfield existants ou étendre un réseau via des constructions Greenfield. L’IEEE EPON/10G EPON n’exige que des modifications minimes des architectures CPE et tête de réseau actuelles et est entièrement conforme aux normes DPoE v2.0 de CableLabs. En s’intégrant aux interfaces DOCSIS standard, l’IEEE EPON/10G EPON réduit le coût de déploiement pour les câblo-opérateurs. ITU GPON/XGS-PON fonctionne à partir d’un gestionnaire de domaine PON basé sur le cloud qui prend en charge l’interopérabilité de la plateforme pour l’approvisionnement et la gestion de l’ONU, ainsi que l’on-boarding et l’approvisionnement zéro-touch accélère le déploiement.
Système de gestion de réseau (CMTS) virtuels
Le CMTS virtuel (vCMTS) présente plusieurs avantages opérationnels, notamment l’évolutivité, la réduction de la consommation d’énergie et le gain de place, qui préparent le réseau câblé aux technologies d’installations extérieures de la prochaine génération. Plus important encore, il offre la flexibilité et la transparence opérationnelle nécessaires pour maximiser les avantages de la DAA et de l’exploitation PON des nœuds dans les architectures de réseau nouvelles et existantes.
Le fonctionnement du CMTS virtuel divise et déplace les fonctions du réseau d’accès du matériel CMTS ou CCAP spécialisé vers un logiciel fonctionnant sur des serveurs commerciaux prêts à l’emploi (COTS), ce qui permet de réaliser d’importantes économies d’énergie et de coûts dans le centre de commutation. Le vCMTS peut rapidement et efficacement porter la fonctionnalité d’un CMTS basé sur un châssis vers une plateforme virtualisée, offrant un chemin transparent du fonctionnement du CMTS basé sur le matériel vers le cloud pour les opérateurs CMTS traditionnels, tout en étendant de manière significative la périphérie du réseau lorsqu’il est déployé en conjonction avec le DAA.
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Par Guy Sucharczuk, SVP & President, Access Network Solutions, CommScope
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