Introduzione alla tecnologia G.hn EdC
Portare il Gigabit fino a casa
Steve Staples FSCTE – Responsabile supporto tecnico commerciale
Con l’aumento della domanda di velocità e larghezza di banda sempre più elevate, il lancio dell’FTTH nel Regno Unito continua a un ritmo considerevole.
Al momento in cui scriviamo, sempre più case e condomini in tutto il Regno Unito vengono attraversati dalla fibra Gigabit. Tuttavia, questo enorme esercizio di implementazione a volte può fallire all'ultimo ostacolo se i proprietari di case o edifici non accettano le spese aggiuntive e i disagi spesso sostenuti a causa di estesi lavori di ricablaggio (a volte richiesti all'interno delle proprietà residenziali MDU o delle case SDU) per ottenere la capacità della rete Gigabit dove è necessaria all'interno della proprietà. Questo è un problema comune e c’è molta disinformazione là fuori.
Una volta che la fibra è arrivata in o all'interno di un edificio, molti operatori di rete e proprietari di case si trovano ad affrontare la questione di come collegare gli ultimi metri agli appartamenti in MDU o al resto della casa in una SDU. Se l'edificio esistente non è facile da ricablare (o è un edificio storico), l'uso della rete di cavi coassiali esistente rappresenta una soluzione ideale, economicamente vantaggiosa e rispettosa dell'ambiente.
Ethernet su coassiale o "EoC", utilizza la tecnologia G.hn Wave 2 ed è spesso in grado di fornire una soluzione a questo enigma fornendo il collegamento mancante dal punto terminale della fibra al resto della casa o dell'edificio.
La maggior parte dei consumatori, se dispone di una banda larga interamente in fibra, presuppone che la velocità davanti alla porta di casa sarà la velocità disponibile in tutta la loro proprietà. Questo può essere difficile da ottenere con tecnologie alternative come Mesh, Wi-Fi o Powerline. Nelle MDU, anche l'uso del cablaggio telefonico esistente non è ideale e tende a incorrere in problemi di livello di servizio con conseguente frustrazione dei clienti.
EdC prevede una transizione senza soluzione di continuità dalla rete in fibra ottica, solitamente GPON, alla rete interna di cavi coassiali, offrendo la pieno beneficio of fibra piena verso luoghi che altre tecnologie non possono raggiungere. EoC utilizza un percorso di trasmissione più robusto di cavo coassiale schermato, garantendo che lo stesso livello di prestazioni in fibra completa, fornito alla porta, venga ricevuto ovunque sia installata una presa coassiale.
EoC raggiunge questo obiettivo impiegando la tecnologia G.hn wave 2, che utilizza la gamma di frequenza inferiore da 2 a 200 MHz sul cavo coassiale. L'utilizzo di questa gamma di frequenza più bassa consente di raggiungere distanze molto maggiori rispetto al cavo strutturato tradizionale come Cat6, pur mantenendo le prestazioni della rete Gigabit fino all'estremità del cavo coassiale dove è richiesto.
Se necessario, l'uso di questa banda di frequenza più bassa consente anche l'uso continuato dei servizi DVB-C, DVB-T e DVB-S sullo stesso cavo coassiale. Il DVB-S richiede un multiswitch con un percorso terrestre passivo o in alternativa può essere combinato sul cavo coassiale dopo il multiswitch e separato prima del punto finale con un Diplexer TV/SAT.
EoC consente una velocità dati fino a 1.6 Gbit/s sul cavo coassiale tra un controller EoC e qualsiasi punto terminale. Non importa se i punti finali sono collegati tramite una distribuzione coassiale a stella o tramite una struttura ad albero e ramo, si collegheranno comunque al controller EdC. Il segnale G.hn diventa disponibile in tutte le stanze/appartamenti collegati in qualsiasi posizione del punto finale per riprodurre la velocità in ingresso sulla porta Ethernet RJ45 del punto finale mantenendo qualsiasi segnale TV sulla sua porta di uscita TV.
Se sono ancora necessari canali radio VHF inferiori a 200 MHz, queste gamme di frequenza possono essere mascherate dal filtro notch elettronico integrato nel controller EoC. Queste frequenze non verranno quindi utilizzate per la trasmissione dei dati (ma va notato che di conseguenza la velocità di trasmissione dati raggiungibile diminuirà).
Tuttavia, misurazioni di prova hanno dimostrato che anche se è disponibile solo una gamma di frequenza di circa 85 MHz dei normali 198 MHz, è ancora possibile una velocità di trasferimento dati netta simmetrica di 550 Mbit/s. Anche la latenza è minima a ~ 1 ms.
Per massimizzare le prestazioni di qualsiasi sistema EdC si consiglia di "liberare" la banda di frequenza compresa tra 2 e 200 MHz e, ove possibile, utilizzare solo piastre di uscita che non abbiano filtri incorporati (per garantire che questa gamma di frequenza passi senza ostacoli al punto finale ), garantendo il raggiungimento della massima larghezza di banda e throughput.
Cos'è la tecnologia G.hn Wave 2?
G.hn è un protocollo e standard ITU, che quando utilizzato come EoC converte sostanzialmente i pacchetti di dati da una connessione Ethernet in un segnale di sottoportanti OFDM modulato QAM che viene trasmesso su un cavo coassiale e riconvertito in pacchetti di dati tramite una connessione Ethernet Ancora. In effetti replica una connessione Ethernet diretta ma con alcuni vantaggi distinti aggiuntivi

ITU G.hn è uno standard di rete domestica unificato per linee telefoniche e elettriche di nuova generazione. Anche se l’obiettivo principale di questo standard sono le reti domestiche, la stessa tecnologia può essere utilizzata anche nelle reti di accesso quando le funzionalità di accesso sono implementate sopra la soluzione basata sullo standard.
Rispetto a tutte le altre tecnologie Coax, G.hn wave 2 ha più larghezza di banda, minore latenza, meno errori e utilizza una frequenza più gestibile. Si confronta bene anche con le soluzioni in fibra.
Può essere utilizzato con la maggior parte delle soluzioni TV esistenti senza riallocazione dei canali e la tecnologia G.hn wave 2 offre una velocità dati di 1.6 gigabit al secondo (1.6 Gbps). Il collegamento G.hn tra il controller EoC e i punti finali può essere limitato da altri fattori come rumore e attenuazione, ma generalmente manterrà una velocità di collegamento fino a 1.6 Gbps.
L'interfaccia Ethernet avrà normalmente un limite di 1 gigabit al secondo (1 Gbps). Di conseguenza, il throughput massimo di un sistema EdC è di 1 Gbps duplex.
Normalmente una connessione Internet avrà una velocità di download (DL) e una di upload (UL). cioè: 50 / 10 Mbps. La larghezza di banda G.hn wave 2 è di 1,600 Mbps totali (simplex) e verrà distribuita dinamicamente tra download e upload.
Ciò significa che il throughput G.hn può essere qualsiasi tra:
800/800 Mbit/s
1,000/600 Mbit/s
600/1,000 Mbit/s
Spesso è possibile isolare o isolare frequenze specifiche, ad esempio la banda FM da 88 – 108 MHz.
Ciò comporterebbe una perdita di larghezza di banda del 10% (200 MHz – 20 MHz), con conseguente larghezza di banda combinata per up/downstream di 1,440 Mbps.
Oppure è possibile limitare la frequenza utilizzata a 0-100 MHz con conseguente perdita di larghezza di banda del 50% lasciando 800 Mbps di larghezza di banda.
Comunemente, le frequenze tap e splitter iniziano a 5 MHz, con una conseguente perdita di circa il 2.5% della larghezza di banda G.hn, ma i test hanno dimostrato che è ancora possibile mantenere velocità di collegamento superiori a 1,500 Mbps.
Tecnologie comparate
La tecnologia EdC G.hn Wave 2 offre inoltre vantaggi significativi rispetto ad altre tecnologie comparative simili. Le due principali tecnologie comparative sono MoCA e DOCSIS. MoCA e DOCSIS utilizzano entrambi la gamma di frequenza superiore a 470 MHz, quindi inevitabilmente entrano in conflitto con i servizi TV esistenti e richiedono anche un cavo coassiale di buona qualità nella rete. Utilizzando la gamma di frequenza più bassa fino a 200 MHz, la tecnologia EoC G.hn è molto robusta e si adatta bene alle reti via cavo più vecchie, dove possono verificarsi livelli di attenuazione più elevati e significa anche che c'è meno potenziale di conflitto con i servizi esistenti. Se le frequenze FM dovessero essere “intaccate” nella banda G.hn, ciò ridurrebbe, come spiegato, la larghezza di banda, tuttavia FM è molto meno preoccupante, poiché è probabile che cesserà in un futuro molto prossimo e la maggior parte, se non tutte, le radio FM I servizi sono ora disponibili su DAB o disponibili per lo streaming.
In particolare il sistema MoCA 2.5 (Multimedia over Coax Alliance D-Band) utilizza la gamma di frequenza superiore superiore a 1,000 MHz, quindi spesso i componenti esistenti in una rete CATV/MATV dovrebbero essere sostituiti, poiché di solito sono progettati solo fino a una frequenza di 862 o talvolta 1,000 MHz.
Come MoCA, anche DOCSIS 3.0 richiede una larghezza di banda molto maggiore per fornire un livello di prestazioni equivalente a EoC e farà fatica a raggiungere gli stessi livelli di prestazioni sulle reti via cavo più vecchie. (Figura 1)

Sebbene DOCSIS 3.1, ora noto come DOCSIS 4.0 (o 3.1 full duplex) sia in grado di raggiungere velocità fino a 10 GHz, questo non può coesistere con DTT o servizi satellitari in un sistema convergente come può fare G.hn. La tecnologia G.hn è tecnicamente capace di 10 Gbps ma non è ancora generalmente disponibile in commercio, anche se con l'aumentare della necessità di velocità in futuro, i prodotti G.hn EdC si evolveranno senza dubbio per soddisfare tale domanda.
Quindi ci sono molti vantaggi nell'usare G.hn nelle reti coassiali. Un vantaggio fondamentale ovviamente è che il percorso di trasmissione viene riproposto, in questo caso il coassiale. Le reti coassiali sono generalmente ben schermate e quindi non soggette a interferenze provenienti da fonti esterne e possono fornire un'immunità molto migliore alle EMI. Sebbene la tecnologia alla base di G.hn sia complessa, l’implementazione non potrebbe essere più semplice (Figura 2).

Ethernet su coassiale in SDU
FTTH sta rivoluzionando la fornitura della banda larga ai proprietari di casa e molte famiglie gestiscono le proprie esigenze abbastanza comodamente da un unico router posizionato vicino a dove tradizionalmente si trova la presa telefonica fissa principale. Potrebbe trovarsi nel corridoio o nel soggiorno o, se si tratta di una proprietà di nuova costruzione, magari sotto le scale o nel ripostiglio in cucina. La posizione del router ha un enorme impatto sulle sue prestazioni.
Tuttavia, troppo spesso, un unico router all'interno della proprietà non è sufficiente a soddisfare tutte le esigenze del proprietario della casa. In molti casi, i residenti hanno difficoltà a trasmettere in streaming o a giocare comodamente in casa. Ciò può dipendere da molti fattori, ad esempio un router ISP a bassa potenza, la distanza dal router al client wireless stesso, il tipo di costruzione della parete, le interferenze aeree e la congestione del Wi-Fi: tutti questi fattori possono contribuire a rallentare la velocità. della loro connessione. Ciò è particolarmente evidente con FTTH, dove velocità di 500 Mbps o più non sono rare e possono essere utilizzate (con il dispositivo giusto) accanto o cablate al router. Tuttavia, nella loro camera da letto o nella veranda sul retro della casa, possono ritrovarsi con una connettività molto scarsa e velocità basse in confronto, che li portano a soffrire di buffering o perdita di connettività.
Sono disponibili diverse opzioni per superare potenzialmente questo problema e spesso vengono utilizzati altri mezzi per portare i dati dove sono necessari. Alcuni sono più efficaci di altri e alcuni sono anche più robusti e affidabili. Il cablaggio fisso, tuttavia, è sempre la scelta preferita in quanto fornisce la connettività più affidabile e robusta senza perdita di velocità o larghezza di banda. Con CAT6, ad esempio, è possibile mantenere un Gigabit fino a circa 90 m, il che è adeguato per la maggior parte degli ambienti domestici, ma cosa succede se è necessario connettere un edificio annesso a oltre 90 m di distanza o non è possibile utilizzare un nuovo cavo Ethernet per qualche motivo? Forse il cliente non vuole il disordine o l'interruzione della sua proprietà che sarebbero coinvolti nel funzionamento di quel nuovo cavo Ethernet, oppure non esiste un modo discreto per instradarlo. Ed è qui che EdC è la soluzione perfetta. Nessuna perforazione, nessun disordine e una rete Gigabit istantanea, affidabile e robusta a casa loro in pochi minuti e in grado di fornire un Gigabit fino a 500 m. (Figura 3)

I valori nella tabella sopra si basano sui livelli di attenuazione quando si utilizza un cavo di tipo 100 di buona qualità e, sebbene non sia probabile che 500 m siano necessari in un ambiente domestico, il punto da notare è che il livello di attenuazione a quella distanza è di circa 40 dB in un ambiente domestico. la gamma di frequenze EoC G.hn di 2-200 MHz.
Ciò dimostra che anche quando si utilizzano cavi esistenti più vecchi in una proprietà, che possono essere di scarsa qualità, con elevati livelli di attenuazione, EoC continuerà a funzionare come previsto su distanze generalmente più brevi. Va inoltre notato che è improbabile che i servizi televisivi percorrano gli stessi 500 metri e oltre. La funzionalità EdC a queste distanze è in realtà destinata ad applicazioni solo dati e, come puoi vedere dalla tabella, puoi ancora raggiungere circa 50 Mbps dopo 1 km di cavo coassiale.
Poiché la ricezione della TV in casa si avvicina sempre più al futuro dello streaming, EdC è il mezzo ideale per fornire una connettività Gigabit robusta e affidabile a qualsiasi TV o stanza collegata a un sistema TV terrestre legacy.
Ethernet su coassiale in MDU
In un tipico condominio con un sistema IRS esistente, il segnale G.hn può essere immesso in una rete coassiale tramite l'ingresso dell'antenna terrestre passiva su un multi-switch (deve essere passivo e in grado di passare 2-200 MHz) e il segnale EdC sarebbe quindi disponibile in tutti gli appartamenti collegati
(Figura 4)

Laddove una rete coassiale esistente dispone di un amplificatore o altro componente che non passa 2-200 MHz, è possibile utilizzare un filtro di bypass per separare il segnale TV ed EoC per consentire al segnale EdC di bypassare l'amplificatore senza ostacoli e ricombinare il segnale G. hn segnale nuovamente con il segnale TV nella rete coassiale dall'altra parte del filtro. (Figura 5)

EdC viene utilizzato con successo da molti anni in alberghi, ospedali, campeggi e case di cura – praticamente ovunque esistesse una rete coassiale. Un tipico sistema EdC sarà solitamente costituito da un controller (Figura 6), che è spesso disponibile con due o quattro porte di uscita coassiali G.hn, e vari tipi di punti finali che forniscono la transizione da G.hn a Gigabit Ethernet o WLAN . L'esempio mostrato (Figura 6) è in grado di supportare fino a 16 punti finali per porta coassiale G.hn o una stringa fino a 64 punti finali combinando fisicamente le porte G.hn.
Per gli ISP o gli operatori di rete esistono dei media converter che possono funzionare come “network blind”, quindi non devono preoccuparsi di come gestirli o configurarli e possono essere facilmente installati dal cliente finale nella propria casa (Figura 7) . È dotato di un'interfaccia Gigabit Ethernet per la connessione al CPE dell'utente finale come un modem o un router o qualsiasi dispositivo abilitato alla rete come una smart TV, un dispositivo di streaming, una console di gioco, un punto di accesso Wi-Fi ecc. C'è anche un coassiale Jack F per consentire la connessione a una TV locale per garantire la ricezione di tutti i servizi TV.

Quando vengono utilizzati più endpoint G.hn EoC, che condividono lo stesso mezzo coassiale, la larghezza di banda G.hn sarà distribuita equamente tra loro. La larghezza di banda verrà regolata dinamicamente e su richiesta, garantendo che ciascun punto finale riceva la propria giusta quota. Quando un solo endpoint deve trasmettere o ricevere dati su G.hn, utilizzerà l'intera larghezza di banda e poiché più endpoint devono trasmettere e ricevere, la larghezza di banda viene quindi distribuita uniformemente tra tutti gli endpoint attivi. Ciò si confronta bene con le reti IP tradizionali, dove le esigenze di larghezza di banda dei singoli client sono spesso asincrone e irregolari. A differenza dell'assegnazione statica di una parte frazionaria fissa della larghezza di banda per le singole MDU, ciò consente un utilizzo molto migliore della larghezza di banda disponibile.
È comunque ancora possibile controllare quanta larghezza di banda può essere consumata al massimo dai singoli punti finali. Ciò potrebbe essere desiderato dagli operatori MDU, poiché consente loro di limitare o vendere più larghezza di banda ai singoli residenti MDU.
È inoltre possibile utilizzare endpoint Wi-Fi G.hn o punti di accesso Wi-Fi standard aggiunti a un convertitore multimediale, per garantire una solida connessione Wi-Fi in camera e massimizzare la velocità e il throughput in qualsiasi ambiente.
Ciò è particolarmente vantaggioso negli ambienti MDU in cui lo spettro wireless congestionato, a causa di un gran numero di router wireless in lotta per la larghezza di banda, può portare a velocità e connettività scarse all'interno dei condomini (Figura 8).

È importante notare l'ulteriore vantaggio per i proprietari di edifici di poter ottenere una buona connettività Internet e Wi-Fi in ogni appartamento senza modifiche alla struttura dell'edificio che altrimenti implicherebbero la considerazione di questioni come la protezione antincendio, ecc., e senza alcuna interruzione significativa del servizio o disagio per loro o per i loro residenti.
Sommario
“Convergenza” è un termine che è stato utilizzato per la prima volta molti anni fa, ma come industria ci stiamo rapidamente avvicinando all’apice dei percorsi convergenti della radiodiffusione tradizionale e della TV basata su Internet.
Mentre gli installatori si adattano e apprendono nuove competenze per garantire il loro futuro all'interno del settore, G.hn EdC può svolgere un ruolo importante nel miglioramento delle competenze e nella riqualificazione della base di installatori. È il trampolino di lancio perfetto dal passato delle reti di distribuzione coassiali al mondo delle reti di distribuzione IP.
Con EdC non è necessario essere esperti informatici per creare Reti IP. Consente inoltre a qualsiasi installatore di continuare a utilizzare i connettori di tipo F più familiari e quindi molto più facili da installare.

Molti installatori in passato sono stati riluttanti a spostarsi nel nuovo mondo basato su IP, ma poiché diventa sempre più essenziale diversificare la propria offerta di servizi per rimanere rilevanti e in alcuni casi, semplicemente nel mondo degli affari, EdC fornisce un percorso essenziale per nuovi flussi di entrate con numerosi vantaggi sia per l'Installatore che per il Cliente, non ultimi i seguenti:
- Velocità della fibra con costi del cavo coassiale
- Capacità CAT6 – Distanza coassiale
- 1 rete Gigabit istantaneamente su qualsiasi rete coassiale
- TV e dati entrambi su One Coax
- Copertura Wi-Fi in luoghi difficili da raggiungere
- Rispettoso dell'ambiente riutilizzando il rame e la plastica già presenti
E soprattutto per qualsiasi installatore:
Una migliore esperienza di streaming per i propri clienti = meno richiamate!
Per coloro che hanno già diversificato l'installazione di reti IP e prodotti Wi-Fi, EdC è uno strumento molto utile da avere a disposizione nel toolkit. Perfetto per quei casi in cui altre tecnologie non sono adatte o per qualche motivo non sono utilizzabili. Le opportunità per il suo utilizzo sono limitate solo dalla presenza o meno di un sistema televisivo e quindi possono essere offerti a nuovi mercati come:
- FTTB/H last leg extension: colma il divario Gigabit dalla fibra al residente
- Hotel e ospitalità per il Wi-Fi in camera – Wi-Fi per l'ospite, non solo nel corridoio!
- Campeggi – Banda larga ad alta velocità nelle roulotte o nei lodge tramite il cavo coassiale di distribuzione TV esistente
- Stadi, ospedali, campus universitari, carceri: in effetti, qualsiasi sito o edificio con un'infrastruttura Coax esistente
EdC è davvero così semplice!
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