Introducción a la tecnología EdC G.hn
Llevando Gigabit hasta casa
Steve Staples FSCTE – Gerente de Soporte Técnico de Ventas
A medida que aumenta la demanda de velocidades y ancho de banda cada vez más rápidos, el despliegue de FTTH en el Reino Unido continúa a un ritmo considerable.
En el momento de escribir este artículo, cada vez más casas y bloques de apartamentos en todo el Reino Unido están pasando a Gigabit Fiber. Sin embargo, este enorme ejercicio de implementación a veces puede fracasar en el último obstáculo si los propietarios de viviendas o edificios no están de acuerdo con los gastos adicionales y las interrupciones que a menudo se producen debido a los extensos trabajos de nuevo cableado (a veces necesarios dentro de propiedades residenciales de MDU o casas de SDU) para obtener la capacidad de la red Gigabit hasta donde se necesita dentro de la propiedad. Este es un problema común y existe mucha desinformación.
Una vez que la fibra llega a un edificio o dentro de él, muchos operadores de red y propietarios de viviendas se enfrentan a la cuestión de cómo conectar los últimos metros hasta los apartamentos en MDU o el resto de la casa en una SDU. Si no es fácil volver a cablear el edificio existente (o es un edificio protegido), entonces el uso de la red de cable coaxial existente presenta una solución ideal, rentable y respetuosa con el medio ambiente.
Ethernet sobre coaxial o "EoC" utiliza la tecnología G.hn Wave 2 y, a menudo, puede proporcionar una solución a este enigma al proporcionar el enlace que falta desde el punto de terminación de fibra al resto de la casa o edificio.
La mayoría de los consumidores, si tienen banda ancha de fibra completa, asumen que la velocidad en la puerta de su casa será la velocidad disponible en toda su propiedad. Esto puede resultar difícil de lograr con tecnologías alternativas como Mesh, Wi-Fi o Powerline. En las MDU, el uso del cableado telefónico heredado existente tampoco es ideal y es propenso a incurrir en problemas de nivel de servicio que resultan en clientes frustrados.
EoC proporciona una transición perfecta desde la red de fibra óptica, generalmente GPON, a la red de cable coaxial interna, brindando la beneficio completo of fibra completa a lugares a los que otras tecnologías no pueden llegar. EoC utiliza una ruta de transmisión más robusta de cable coaxial apantallado, lo que garantiza que se reciba el mismo nivel de rendimiento completo de la fibra, como se entrega a la puerta, en cualquier lugar donde se instale una salida coaxial.
EoC logra esto empleando la tecnología G.hn wave 2, que utiliza el rango de frecuencia más bajo de 2 a 200 MHz en el cable coaxial. El uso de este rango de frecuencia más bajo permite alcanzar distancias mucho mayores que el cable estructurado tradicional como Cat6, manteniendo al mismo tiempo el rendimiento de la red Gigabit hasta el final del cable coaxial donde se requiere.
Si son necesarios, el uso de esta banda de frecuencia inferior también permite el uso continuo de servicios DVB-C, DVB-T y DVB-S a través del mismo cable coaxial. DVB-S requiere un multiswitch con una ruta terrestre pasiva o, alternativamente, se puede combinar en el cable coaxial después del multiswitch y separar antes del punto final con un diplexor TV/SAT.
EoC permite una velocidad de datos de hasta 1.6 Gbit/s en el cable coaxial entre un controlador EoC y cualquier punto final. No importa si los puntos finales están conectados mediante una distribución coaxial en forma de estrella o mediante una estructura de árbol y ramas, igualmente se conectarán al controlador EoC. La señal G.hn está disponible en todas las habitaciones/pisos conectados en cualquier posición del punto final para reproducir la velocidad entrante en el puerto Ethernet RJ45 del punto final mientras se mantiene cualquier señal de TV en su puerto de salida de TV.
Si aún se requieren canales de radio VHF por debajo de 200 MHz, estos rangos de frecuencia se pueden enmascarar mediante un filtrado de muesca electrónico incorporado en el controlador EoC. Estas frecuencias no se utilizarán entonces para la transmisión de datos (pero hay que tener en cuenta que, como resultado, la velocidad de datos alcanzable disminuirá).
Sin embargo, las mediciones de prueba han demostrado que incluso si sólo se dispone de un rango de frecuencia de aproximadamente 85 MHz de los 198 MHz normales, todavía es posible un rendimiento de datos neto simétrico de 550 Mbit/s. La latencia también es mínima, ~ 1 ms.
Para maximizar el rendimiento de cualquier sistema EoC, se recomienda “limpiar” la banda de frecuencia entre 2 y 200 MHz y, siempre que sea posible, utilizar únicamente placas de salida que no tengan filtrado incorporado (para garantizar que este rango de frecuencia pase hasta el punto final sin obstáculos). ), asegurando que se logre el máximo ancho de banda y rendimiento.
¿Qué es la tecnología G.hn Wave 2?
G.hn es un protocolo y estándar de la UIT que, cuando se emplea como EdC, básicamente convierte paquetes de datos de una conexión Ethernet en una señal de subportadoras OFDM moduladas por QAM que se transmite a través de un cable coaxial y se convierte nuevamente en paquetes de datos a través de una conexión Ethernet. de nuevo. De hecho, replica una conexión Ethernet directa pero con algunas ventajas adicionales y distintivas.
ITU G.hn es un estándar unificado de redes domésticas de líneas eléctricas, telefónicas y coaxiales de próxima generación. Incluso si el objetivo principal de este estándar son las redes domésticas, la misma tecnología también se puede utilizar en redes de acceso cuando las funciones de acceso se implementan además de la solución basada en el estándar.
En comparación con todas las demás tecnologías Coax, G.hn wave 2 tiene más ancho de banda, menor latencia, menos errores y utiliza una frecuencia más manejable. También se compara bien con las soluciones de fibra.
Se puede utilizar con la mayoría de las soluciones de TV existentes sin reasignación de canales y la tecnología G.hn wave 2 ofrece una velocidad de datos de 1.6 gigabit por segundo (1.6 Gbps). El enlace G.hn entre el controlador EoC y los puntos finales puede estar limitado por otros factores como el ruido y la atenuación, pero generalmente mantendrá una velocidad de enlace de hasta 1.6 Gbps.
La interfaz ethernet normalmente tendrá un límite de 1 gigabit por segundo (1 Gbps). Como consecuencia, el rendimiento máximo de un sistema EdC es dúplex de 1 Gbps.
Normalmente una conexión a Internet tendrá una velocidad de descarga (DL) y de carga (UL). es decir: 50/10 Mbps. El ancho de banda de G.hn wave 2 es de 1,600 Mbps en total (símplex) y se distribuirá dinámicamente entre la descarga y la carga.
Esto significa que el rendimiento de G.hn puede estar entre:
800 / 800Mbps
1,000 / 600Mbps
600/1,000 Mbps
A menudo es posible aislar o eliminar frecuencias específicas, es decir, la banda FM de 88 a 108 MHz.
Esto daría como resultado una pérdida de ancho de banda del 10 % (200 MHz – 20 MHz), lo que daría como resultado un ancho de banda combinado para subida y bajada de 1,440 Mbps.
O es posible limitar la frecuencia utilizada a 0-100 MHz, lo que resulta en una pérdida de ancho de banda del 50 % y deja 800 Mbps de ancho de banda.
Por lo general, las frecuencias de derivación y divisor comienzan en 5 MHz, lo que resulta en una pérdida de alrededor del 2.5 % del ancho de banda G.hn, pero las pruebas han demostrado que todavía es posible mantener velocidades de enlace superiores a 1,500 Mbps.
Tecnologías comparadas
La tecnología EoC G.hn Wave 2 ofrece además importantes ventajas sobre otras tecnologías comparativas similares. Las dos principales tecnologías comparativas son MoCA y DOCSIS. Tanto MoCA como DOCSIS utilizan el rango de frecuencia superior a 470 MHz, por lo que inevitablemente entran en conflicto con los servicios de televisión existentes y también requieren cable coaxial de buena calidad en la red. Al utilizar el rango de frecuencia más bajo, hasta 200 MHz, la tecnología EoC G.hn es muy robusta y se adapta bien a redes de cable más antiguas, donde pueden ocurrir niveles de atenuación más altos y también significa que hay menos posibilidades de conflicto con cualquier servicio existente. Si las frecuencias de FM necesitan "corte" en la banda G.hn, esto, como se explicó, reduciría el ancho de banda; sin embargo, la FM es una preocupación mucho menor, ya que es probable que cese en un futuro muy cercano y la mayoría, si no todas, la radio FM. Los servicios ahora están disponibles en DAB o disponibles para Stream.
El sistema MoCA 2.5 (Multimedia over Coax Alliance D-Band) en particular utiliza el rango de frecuencia superior por encima de 1,000 MHz, por lo que a menudo sería necesario reemplazar los componentes existentes en una red CATV/MATV, ya que generalmente solo están diseñados hasta una frecuencia de 862 o, a veces, 1,000 MHz.
Al igual que MoCA, DOCSIS 3.0 también requiere un ancho de banda mucho mayor para ofrecer un nivel de rendimiento equivalente a EoC y tendrá dificultades para alcanzar los mismos niveles de rendimiento en redes de cable más antiguas. (Figura 1)
Aunque DOCSIS 3.1, ahora conocido como DOCSIS 4.0 (o 3.1 full duplex) es capaz de alcanzar velocidades de hasta 10 GHz, esto no puede coexistir con servicios de TDT o Satélite en un sistema convergente como puede hacerlo G.hn. La tecnología G.hn es técnicamente capaz de alcanzar 10 Gbps, pero aún no está disponible comercialmente en general, aunque a medida que aumente la necesidad de velocidad en el futuro, los productos G.hn EoC sin duda evolucionarán para satisfacer esa demanda.
Por tanto, existen muchas ventajas al utilizar G.hn en redes coaxiales. Por supuesto, una ventaja fundamental es la reutilización de la ruta de transmisión, en este caso, la coaxial. Las redes coaxiales suelen estar bien protegidas y, por lo tanto, no son tan propensas a sufrir interferencias de fuentes externas y pueden proporcionar una inmunidad mucho mejor a las EMI. Aunque la tecnología detrás de G.hn es compleja, la implementación no podría ser más simple (Figura 2).
Ethernet sobre coaxial en SDU
FTTH está revolucionando la entrega de banda ancha a los propietarios de viviendas y muchos hogares gestionan sus necesidades con bastante comodidad desde un único enrutador colocado cerca de donde tradicionalmente se encuentra su principal toma de teléfono fijo. Esto puede ser en el pasillo o en el salón, o si se trata de una propiedad de construcción más nueva, tal vez debajo de las escaleras o en el armario de la cocina. La ubicación del enrutador tiene un gran impacto en su rendimiento.
Sin embargo, con demasiada frecuencia, un único enrutador dentro de la propiedad no es suficiente para satisfacer todas las necesidades del propietario. En muchos casos, los residentes tienen dificultades para transmitir o jugar cómodamente en la casa. Esto puede deberse a muchos factores, por ejemplo, un enrutador ISP de baja potencia, la distancia entre el enrutador y el cliente inalámbrico, el tipo de construcción de la pared, la interferencia aérea y la congestión de Wi-Fi; todos estos pueden influir en la disminución de la velocidad. de su conexión. Esto se nota más con FTTH, donde las velocidades de 500 Mbps o más no son infrecuentes y se pueden disfrutar (con el dispositivo adecuado) junto al enrutador o cableadas a él. Sin embargo, en su dormitorio o invernadero en la parte trasera de su casa, pueden terminar con una conectividad muy pobre y velocidades bajas en comparación, lo que les lleva a sufrir buffering o pérdida de conectividad.
Hay varias opciones disponibles para superar esto y a menudo se emplean otros medios para llevar los datos a donde se necesitan. Algunos son más eficaces que otros y algunos también son más sólidos y fiables. Sin embargo, el cableado es siempre la opción preferida, ya que proporciona la conectividad más confiable y robusta sin pérdida de velocidad o ancho de banda. Con CAT6, por ejemplo, se puede mantener un Gigabit hasta unos 90 m, lo cual es adecuado para la mayoría de los entornos domésticos, pero ¿qué sucede si necesita conectividad a un edificio anexo a más de 90 m de distancia o no puede instalar un nuevo cable Ethernet por algún motivo? Quizás el cliente no quiera el desorden o la interrupción en su propiedad que implicaría el tendido de ese nuevo cable Ethernet, o no hay una manera discreta de encaminarlo. Aquí es donde la EdC es la solución perfecta. Sin perforaciones, sin desorden y con una red Gigabit instantánea, confiable y robusta hasta su hogar en minutos y capaz de entregar un Gigabit hasta 500 m. (Figura 3)
Las cifras de la tabla anterior se basan en niveles de atenuación cuando se utiliza cable tipo 100 de buena calidad y, aunque no es probable que se requieran 500 m en un entorno doméstico, lo que hay que tener en cuenta es que el nivel de atenuación a esa distancia es de alrededor de 40 dB en el rango de frecuencia de la EdC G.hn de 2-200 MHz.
Esto demuestra que incluso cuando se utilizan cables existentes más antiguos en una propiedad, que pueden ser de mala calidad y con altos niveles de atenuación, la EdC seguirá funcionando según lo previsto en distancias generalmente más cortas. También cabe señalar que es poco probable que los servicios de televisión recorran los mismos 500 metros o más. La funcionalidad EoC a estas distancias está realmente pensada para aplicaciones de datos únicamente y, como puede ver en la tabla, aún puede alcanzar alrededor de 50 Mbps después de 1 km de cable coaxial.
A medida que la recepción de televisión en el hogar se acerca cada vez más hacia un futuro de transmisión por secuencias, EoC es un medio ideal para proporcionar conectividad Gigabit robusta y confiable a cualquier televisor o habitación que esté conectado a un sistema de televisión terrestre heredado.
Ethernet sobre coaxial en MDU
En un bloque de apartamentos típico con un sistema IRS existente, la señal G.hn se puede alimentar a una red coaxial a través de la entrada de antena terrestre pasiva en un conmutador múltiple (debe ser pasivo y capaz de pasar de 2 a 200 MHz). y la señal EdC estaría disponible en todos los apartamentos conectados
(Figura 4)
Cuando una red coaxial existente tiene un amplificador u otro componente que no pasa de 2 a 200 MHz, entonces se puede usar un filtro de derivación para separar la señal de TV y EoC para permitir que la señal EoC pase por alto el amplificador sin obstáculos y vuelva a combinar el G. hn con la señal de TV nuevamente a la red coaxial nuevamente al otro lado del filtro. (Figura 5)
La EdC se ha utilizado con éxito durante muchos años en hoteles, hospitales, campings y residencias de ancianos; de hecho, en cualquier lugar donde existiera una red coaxial. Un sistema EoC típico normalmente constará de un controlador (Figura 6), que suele estar disponible con dos o cuatro puertos de salida coaxial G.hn, y varios tipos de puntos finales que proporcionan la transición de regreso de G.hn a Gigabit Ethernet o WLAN. . El ejemplo que se muestra (Figura 6) tiene capacidad para hasta 16 puntos finales por puerto coaxial G.hn o una cadena de hasta 64 puntos finales combinando físicamente los puertos G.hn.
Para los ISP u operadores de red, existen conversores de medios que pueden funcionar como “red ciega”, por lo que no tienen que preocuparse de cómo administrarlos o configurarlos y pueden ser instalados fácilmente por el cliente final en su hogar (Figura 7). . Está equipado con una interfaz Gigabit Ethernet para conectarse al CPE del usuario final, como un módem o enrutador, o cualquier dispositivo habilitado para red, como un televisor inteligente, un dispositivo de transmisión por secuencias, una consola de juegos, un punto de acceso Wi-Fi, etc. También hay un cable coaxial. Toma F para permitir la conexión a un televisor local para garantizar que se mantenga la recepción de cualquier servicio de televisión.
Cuando se utilizan más puntos finales G.hn EoC, compartiendo el mismo medio coaxial, el ancho de banda G.hn se distribuirá equitativamente entre ellos. El ancho de banda se ajustará dinámicamente y según demanda, asegurando que cada punto final obtenga su parte justa. Cuando solo un punto final necesita transmitir o recibir datos a través de G.hn, utilizará todo el ancho de banda y, a medida que más puntos finales necesiten transmitir y recibir, el ancho de banda se distribuye uniformemente entre todos los puntos finales activos. Esto se compara bien con las redes IP tradicionales, donde las necesidades de ancho de banda de los clientes individuales suelen ser asincrónicas y puntiagudas. En contraste con tener una parte fraccionaria fija del ancho de banda asignada estáticamente para las MDU individuales, esto permite una utilización mucho mejor del ancho de banda disponible.
Sin embargo, todavía es posible controlar cuánto ancho de banda pueden consumir al máximo los puntos finales individuales. Los operadores de MDU pueden desear esto, permitiéndoles limitar o vender más ancho de banda a los residentes individuales de MDU.
También se pueden utilizar puntos finales Wi-Fi de G.hn, o puntos de acceso Wi-Fi estándar agregados a un conversor de medios, para garantizar una conexión Wi-Fi sólida en la habitación para maximizar la velocidad y el rendimiento en cualquier entorno.
Esto es particularmente beneficioso en entornos MDU donde el espectro inalámbrico congestionado, debido a una gran cantidad de enrutadores inalámbricos que luchan por el ancho de banda, puede generar velocidades y conectividad deficientes dentro de los edificios de apartamentos (Figura 8).
Es importante tener en cuenta la ventaja adicional para los propietarios de edificios, ya que se puede lograr una buena conectividad a Internet y Wi-Fi en cada apartamento sin cambios en la estructura del edificio que de otro modo implicarían la consideración de cuestiones como la protección contra incendios, etc., y sin ninguna interrupción significativa del servicio o molestias para ellos o sus residentes.
Resum
“Convergencia” es un término que se utilizó por primera vez hace muchos años, pero como industria nos estamos acercando rápidamente a la cúspide de los caminos convergentes de la radiodifusión tradicional y la televisión basada en Internet.
A medida que los instaladores se adaptan y aprenden nuevas habilidades para garantizar su futuro dentro de la industria, G.hn EoC puede desempeñar un papel importante en la mejora y recapacitación de la base de instaladores. Es el trampolín perfecto desde un pasado de redes de distribución coaxiales hasta el mundo de las redes de distribución IP.
Con EdC, no es necesario ser un experto en TI para crear redes IP. También permite que cualquier instalador continúe usando los conectores tipo F, más familiares y mucho más fáciles de instalar.
En el pasado, muchos instaladores se han mostrado reacios a migrar al nuevo mundo basado en IP, pero a medida que se vuelve cada vez más esencial diversificar su oferta de servicios para seguir siendo relevantes y, en algunos casos, simplemente en los negocios, la EdC proporciona un camino esencial hacia nuevas fuentes de ingresos con muchos beneficios tanto para el instalador como para el cliente, entre los que se encuentran:
- Velocidades de fibra con costos coaxiales
- Capacidad CAT6 – Distancia coaxial
- Red de 1 Gigabit al instante en cualquier red coaxial
- TV y datos en One Coax
- Cobertura Wi-Fi para aquellos lugares de difícil acceso
- Respetuoso con el medio ambiente al reutilizar el cobre y el plástico ya existentes.
Y lo más importante de todo a cualquier Instalador:
Una mejor experiencia de Streaming para sus Clientes = ¡menos devoluciones de llamadas!
Para aquellos que ya se han diversificado en la instalación de redes IP y productos Wi-Fi, EoC es una herramienta muy útil para tener disponible en el kit de herramientas. Perfecto para aquellos casos en los que otras tecnologías no son adecuadas o por algún motivo no se pueden implementar. Las oportunidades para su uso están limitadas únicamente por si ya existe un sistema de TV y, por lo tanto, puede ofrecerse a nuevos mercados como:
- Extensión del último tramo de FTTB/H: cerrar la brecha Gigabit desde la fibra hasta el residente
- Hoteles y hospitalidad para Wi-Fi en la habitación: ¡Wi-Fi para el huésped, no solo para el corredor!
- Campings: banda ancha de alta velocidad en caravanas o albergues a través de su cable coaxial de distribución de TV existente
- Estadios, hospitales, campus universitarios, prisiones; de hecho, cualquier sitio o edificio con una infraestructura coaxial existente.
EdC, realmente lo es, ¡así de simple!
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