(Euro)DOSCIS 3.0 - Wohin geht die Reise ? Sitzung des ITG-Fachausschusses 3.3 München, 25.10.2005 Dr. Dirk Jaeger

Inhaltsübersicht Einführung EuroDOCSIS als Transportsystem Modulare Kabelkopfstelle (CMTS) DOCSIS 3.0 – die nächste Generation Multimediadienste mit EuroPacketCable EuroPacketCable Multimedia SIP als Signalisierungsprotokoll Zusammenfassung und Ausblick

Architektur eines modernen HFC-Netzes Übergangspunkt zu anderen Netzen Master Headend HFC - Hybrid Fiber Coax Local Headend Primary Ring Access area Backbone area Secondary Ring Optical Nodes Hub CATV area

Frequenzspektrum – Beispiel Berlin Bereich EuroDOCSIS Upstream DVB-C 64-QAM (41 Mbps) DVB-C 256-QAM (55 Mbps) EuroDOCSIS Downstreams (DVB-C PHY) Bereich für e.g. VOD DVB-C PAL PAL DVB-C 0 65 108 300 450 606 862 Frequenz [MHz] UKW-Radio DS-Kapazität für digiale Signale: Heute basierend auf €DOCSIS: 164 Mbps Heute basierend auf €D & DVB-C: 1.3 Gbps Nutzung des kompleten DS-Spektrums: 5 Gbps

Digitale Kommunikationsplattform Kabelzugangsnetz Hausnetz LAN-Systeme (Ethernet, IEEE 802.11 usw.) DVB-C (Euro)DOCSIS TV Anwendungen und Dienste (VoD, Telefonie, Daten etc.) CableHome (Euro)PacketCable

Inhaltsübersicht Einführung EuroDOCSIS als Transportsystem Modulare Kabelkopfstelle (CMTS) DOCSIS 3.0 – die nächste Generation Multimediadienste mit EuroPacketCable EuroPacketCable Multimedia SIP als Signalisierungsprotokoll Zusammenfassung und Ausblick

DOCSIS-Entwicklung DOCSIS Version [Mbps]/Kanal: DS / US Quelle: CableLabs, U.S.A. (für Europa angepasst) Total US BW: 45 MHz Total US BW: 55 MHz DOCSIS Version [Mbps]/Kanal: DS / US [Mbps]/Node: DS / US DOCSIS 1.0 55 / 10 5.000 / 150 DOCSIS 1.1 55 / 10 5.000 / 150 DOCSIS 2.0 55 / 30 5.000 / 270 DOCSIS 3.0 Nx55 / Nx30 5.000 / 270 Services Hochratiges Internet Gestaffelte Dienstklassen VoIP Videokonferenz Dienste f. profess. Kunden Video Entertainment X X X X Consumer Devices Kabelmodem VoIP Telefon (MTA) Residential Gateway Video Telefon Mobile Endgeräte IP Set-top Box X X X X

Europäische Anforderungen 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 Begegnung des Wettberwerbs durch ADSL2+, VDSL, FTTH Etablierung des Kabels als Marke für moderne digitale Kommunikations-dienste

Entwicklungsvorgaben 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 - different space and capacity exhaustion for individual modules

DOCSIS 3.0- / M-CMTS-Architektur Operations Support System Vorh. DOCSIS Interface DOCSIS Timing Server Neues M-CMTS Interface DTI OSSI MAC Unit Kabel-netz WAN Neues DOCSIS Interface NSI DEPI DRFI Tx EdgeQAM Kabel-modem Rx CMCI End-gerät ERMI Edge Resource Manager RFI

M-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

M-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

Channel Bonding – herkömmliche Verarbeitung in z.B. 3 Modems HF Empfänger Demodulation MPEG und MAC Verarbeitung Ethernet und IP Verarbeitung QAM IP HF Empfänger Demodulation MPEG und MAC Verarbeitung Ethernet und IP Verarbeitung QAM IP - In general modem can only process one QAM channel at a time

Channel Bonding – äquivalentes DOCSIS-3.0-Modem HF Empfänger Demodulation MPEG und MAC Verarbeitung Ethernet und IP Verarbeitung QAM IP HF Em-pfänger Demo-dula-tion MPEG und MAC Verar-beitung QAM Ethernet und IP Verarbeitung IP Rekombi-nation der Pakete in den zusam-menge-fassten Kanälen - In general modem can only process one QAM channel at a time

Design-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

Agenda Einführung EuroDOCSIS als Transportsystem Modulare Kabelkopfstelle (CMTS) DOCSIS 3.0 – die nächste Generation Multimediadienste mit EuroPacketCable EuroPacketCable Multimedia SIP als Signalisierungsprotokoll Zusammenfassung und Ausblick

(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 - Open architecture for the delivery of IP-based communication services over broadband cable networks

(Euro)PacketCable Multimedia HFC CM Managed IP backbone Application Manager Privates Netz CMTS Endgerät Policy Server HFC CMTS Endgerät Record Keeping Server Privates Netz CM

PacketCable 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 Erweiterte Fähigkeiten für private Sprach- und Videokommuni-kationsdienste Berücksichtigung von Anwesenheit, Fähigkeiten der Geräte, Nutzeridentität Personalisierung Integration in drahtlose und Mobilfunknetze Nahtloser Übergang der Dienste von zwischen kabelgebundenen (PacketCable) and kabellosen (WiFi, GSM) Netzen Integration von Zusatzdiensten, einheitliche Telefonnummer Integration von Funktionalität über Plattformgrenzen hinweg Integration von Videoinhalten mit hochratiger Datenübertragung und anderen Multimediadiensten (z.B. durch Austausch von Botschaften über bestimmte Ereignisse) Unterstützung von Telefoniediensten für Unternehmen Dienste für kleine und mittlere Betriebe VoIP-basierte Übertragung für PBXs

PacketCable 2.0 – Modulare Architektur Back Office Servers Interconnect IP PSTN PacketCable SIP Core SIP Proxy Presence Server Subscriber Registration Dienste Edge Zugangsnetz Kabel Alternatives Netz

Zusammenfassung 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