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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