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分散型アクセスアーキテクチャ(DAA)

分散型ネットワークの進化に対応するビデオおよびデータ機能

帯域幅の使用量は年々増え続けており、この傾向は消費者によるインターネット上のビデオサービスの利用が要因となっています。これを受け、サービス プロバイダーは、IPビデオ、4Kビデオ、ビジネスサービスの提供に向けてサービスを拡大しようとしています。ネットワーク需要への対応をはじめ、物理的なスペース、消費電力、ヘッドエンドロケーションでの冷却などの現実的な制約が、ネットワークの進化を推進しています。

分散型アクセスアーキテクチャ(DAA)は、ヘッドエンド機能とネットワーク機能を分散・仮想化することによって、ケーブルネットワークの進化を可能にします。DAAは、ヘッドエンドやハブドメインのデジタル部分を光ファイバーノードに延長し、ノード内の光と同軸の境界にデジタル/RFインターフェースを配置します。ヘッドエンドのアナログ光学部品を置き換えることで、ファイバーリンクがデジタル・ファイバー・イーサネットリンクに変換され、利用可能な帯域幅を拡大することによってファイバー効率(波長および距離)が高まり、将来のNFV/SDN/FTTxシステムと方向性を合わせることができます。

HFCネットワークはアナログファイバーの配管によって定義されます。DAAは、アナログファイバーをIP接続(デジタルファイバー)に置き換え、以下をサポートするソフトウェア定義のネットワークを構築します。

  • リモートPHYおよびリモートMAC-PHYによるノードの進化
  • アナログレーザーを排除したデジタル光学部品への移行
  • 加入者宅に近いデジタルファイバー
  • 集中型データセンターへの移行
  • 柔軟性の高い広告、チャネル・ラインナップ、帯域幅管理
              
分散型アクセスアーキテクチャ - DAA

DAAアプローチの利点

  • ネットワーク効率
    • ネットワーク容量の拡大と屋外設備のメンテナンスの簡素化
    • リモートPHY、リモートMAC-PHY、リモート10G ePON OLTによるノードの進化
    • 末端における信号の品質改善、高変調レート、高ビットレート
    • スペクトル効率の向上、ファイバーあたりの波長の拡大
  • 運用および設備投資におけるメリット
    • ヘッドエンドの電力、スペースおよび冷却の要件の低減
    • ハブの統合
    • RFを組み合わせたネットワークを変更することなくQAMを追加
    • 設定後の手間が不要なデジタルファイバー
  • IPコンバージェンス
    • IPネットワークをノードまで拡張
    • FTTx拡張との整合性
    • 標準ベースの相互接続性およびスケールメリットを活用する能力

サービスプロバイダーにとって、追加のファイバー敷設、ノード分割の実装、ヘッドエンド設備のアップグレードを実現するためのリソースには多額の投資が伴います。DAAは、通常のプラントとサービスのアップグレードで、従来のサービスを中断することなく徐々に導入可能です。

ケーブル業界に長年にわたり力を注いできたARRISは、ブロードバンドおよびビデオサービスの配信において20年以上の経験を有し、継続的な開発とサポートを行っています。

  • 高速データ
  • CMTS
  • HFCインフラストラクチャー
  • ビデオインフラストラクチャー
  • CPE(ケーブルモデム、セットトップボックス、ゲートウェイ)
  • FTTxへの移行
  • バックオフィスサポート
  • 運用サービス

関連情報

データコアでサービスプロバイダーが必要とするのは、統合されたCCAPプラットフォームからのヘッドエンドの帯域幅容量の増加と、事業拡大に伴ってサービスを拡張する能力です。すでに配備されているネットワークハードウェアやサービスの基盤への投資を最適化しながら、HFC、DAA、PONをサポートする柔軟性が求められています。

ARRIS E6000® コンバージド・エッジ・ルーター(CER)は、統合型CCAPおよび分散型アーキテクチャ向けの柔軟なプラットフォームで、リソースを最適化するための次のようなソリューションを提供します。

  • DAAおよびPONのI-CCAP、CCAPコア用の単一プラットフォーム
  • CCAPコアによるサービスグループ密度と電力効率の向上
  • 業界トップクラスのデータスループット能力
  • 柔軟なアップグレードライセンス供与モデルでE6000 CERへの既存のCAPEX投資を保護

アクセスエッジでは、加入者の帯域幅需要に対応するためにノード分割が必要となり、ネットワークのより奥へとファイバーが入り込むことになります。

  • スペクトラムを1.2GHzまで高め、ミッドスプリットを移動
  • デジタル光学部品をノードに移動
  • ノードあたりの回線敷設済み家庭数を削減
  • ノードあたりのラムダ数の増加

E6000コンバージド・エッジ・ルーター

ARRISのロードマップには、リモートPHYとリモートMAC-PHYアーキテクチャの両方がアクセス・ネットワーク・エボリューション・フレームワークの一部として含まれており、複数のネットワーク・アップグレード・パスに対応するモジュール型ソリューションを提供します。

リモートPHYは、物理RF変調/復調レイヤーをCMTSからハブサイトのリモートPHYノードまたはリモートPHYシェルフに移動させます。ヘッドエンドからアナログレーザーを排除することにより、ファイバーリンクがデジタルイーサネット(ファイバー)リンクに変換されます。ネットワークのアナログ部分が短く、アナログ部分が長いことによって発生しがちなノイズが除去され、RF性能が高まり、結果として利用可能な帯域幅が拡がります。さらに、ヘッドエンドとファイバーノード間のファイバーにより、より多くの波長に対応できます。

リモートMAC-PHYは、MAC(ビデオおよびデータ)とPHY機能をリモートノードまたはシェルフに移動させるもう一つの分散型アクセスアーキテクチャのオプションです。ほとんどの信号処理と変調は、ヘッドエンドではなくアクセスネットワーク内で行われます。

リモートPHYとリモートMAC-PHYには、どちらも利点があります。リモートPHYは、プロビジョニングや管理インフラストラクチャーにあまり変更を加えることなく、少ないヘッドエンド機器で小型のハブや負荷が少ないノードにサーブする優れた方法です。それに対し、リモートMAC-PHYはピンポイントの配備や長距離ファイバーを使用するノードに適しています。リモートPHYには他にも、CableLabs®仕様アクティビティにより、標準ベースのマルチベンダーシステム統合が可能というメリットがあります。

ICX光イーサネットスイッチング

リモートPHYソリューションでは、コンバージド・インターコネクト・ネットワーク(CIN)が、R-PHYデバイス(RPD)をARRIS E6000などMAC処理を含むCCAPコアに接続します。また、CCAPコアをビデオコアと管理システムに相互接続します。ICXファミリーのスイッチは堅牢で、高いパフォーマンスの光イーサネットスイッチングを実現します。小規模および中規模の導入に適した単純なシングルレイヤーのネットワークから、高度に拡張可能なリーフ/スパイン・アーキテクチャに進化する柔軟性も備えています。

ARRIS DAAソリューション

  • E6000®コンバージド・エッジ・ルーターeCORE(Gen2)、データサービス向け - HFC、DAA、PONに対応したアップグレード可能なプラットフォーム
  • HFC、DAA、PONからの進化に対応できる柔軟なノードプラットフォーム
  • すべてのDAAモードとIPまたはMPEG-2トランスポートストリームのバックボーンをサポートするビデオ・ユニファイド・エッジ(VUE)仮想化ビデオコアおよびビデオ・ヘッドエンド・ソフトウェア
  • コンバージド・インターコネクト・ネットワーク(CIN)およびリモートOLT集約向けICX光イーサネットスイッチ
  • システム配備、自動化、パフォーマンスのための調整、インテリジェンスおよび管理サービス、アプリケーション・ソリューション
  • プランニングおよびモデリングについてのコンサルティングならびにネットワーク・エボリューション・サービス
リモートPHYリーフ/スパイン・アーキテクチャの例
リモートPHYリーフ/スパイン・アーキテクチャの例
 

関連情報

サービスプロバイダーがブロードバンドの容量を拡大を図って進める変更に伴い、受信ネットワークでのビデオ配信に対処する必要性が生じています。加入者からのIPビデオに対する需要は伸び続けているにもかかわらず、何百万人もの加入者が未だ従来のQAMビデオ配信に依存しています。

この課題を解決できるかどうかは、ビデオコア、つまり受信ネットワークを介してビデオが配信用に準備される場所にかかってきます。これには、暗号化、多重化、変調、そしてビデオがネットワークを通過する際に帯域幅を最適化するための技術が含まれます。

従来のビデオコアは、ブロードキャスト(広告あり・なし)およびナローキャスト(VODおよびSDV)サービス向けのエッジQAMを介したMPEG-2トランスポートストリームの配信に重点を置いていました。主な機能には、暗号化、多重化、変調、セットトップボックスによる双方向インタラクティブ通信などがあります。

従来のQAMビデオ配信を最適化するために、スイッチド・デジタル・ビデオは、MPEG-2トランスポートストリームのコンテンツに対して帯域幅の最適化を行います。最適化は、特定のサービスグループの加入者がリクエストした場合に、あまり人気のないチャネルのみを配信することによって実現します。

従来のビデオコアの特徴

  • MPEG-2やIPベースのビデオのビデオ処理や配信機能の重複
  • MPEG-2およびIPビデオ上の広告インフラの二重システム
  • アナログHFCシステム設計により、ダイナミックでローカライズされた広告スペースおよびチャネルラインアップを生み出す能力
分散型アクセスアーキテクチャ - 従来のビデオコア

サービスプロバイダーは多くの課題に直面しており、これらの課題はビデオコアの機能と設計の両方において劇的な変化を引き起こしています。

  • アクセス・ネットワーク・エボリューションのサポート
    サービスプロバイダーは、すべてのDAAアーキテクチャにまたがり、ネットワークに将来性をもたらす統合型のビデオソリューションを求めています。ネットワークが分散型アーキテクチャに進化するにつれ、物理的同軸ケーブルで配信するビデオのモジュレーションはノードに移っています。ビデオコアはこれに適合し、リモートPHYおよびリモートMAC-PHYモデルの両方を通してビデオ配信をサポートする機能を仮想化する必要があります。
  • ビデオバックボーンのIPビデオへの統合
    現在、ビデオ処理とビデオ配信には、IPビデオ向けのHLS/DASHと、マルチ世代のQAMセットトップボックス向けのMPEG-2トランスポートストリームの2つの並行したパスがあります。このモデルは効率が悪いだけではなく、新しいIPビデオ処理・配信サービスへの投資を活かすにあたってQAMセットトップボックスのフットプリントが支障になるという難点があります。共通のIPベースのコンテンツ配信ネットワーク(CDN)バックボーンアーキテクチャを有効にする仮想化機能を追加することで、ビデオコアによるコスト削減、新しいサービスの速度向上を実現することができます。
  • 帯域幅の最適化
    データ使用量が引き続き爆発的に増加し、ビデオ品質に対する期待が高まり続けて(HD、4K、HDR、VR)、QAMビデオが当面の間ネットワークスペクトラムの大部分を占め続けるなか、ビデオの配信に使用される帯域幅の最適化は非常に重要な課題となっています。ビデオのエンコーディングに必要とされるビットレートを削減するビデオ処理技術の進歩に加え、スイッチド・デジタル・ビデオやマルチキャストABRなどネットワークベースのアプローチは、ビデオアプリケーション向けの既存のネットワーク容量を最適化します。
  • あらゆるスクリーンでの広告機会の拡大
    QAMおよびIPフットプリント全体における広告の配信にも、冗長パスは存在しています。さらに、2つの広告インフラストラクチャーの間には、コストと柔軟性における格差も存在しています。全加入者デバイスでの広告に対する統一されたIPベースのアプローチを有効化することにより、次世代のビデオコアは、コストを削減しながら新しい広告モデル(ターゲット型、インプレッションベース)を開拓します。
  • ネットワーク機能仮想化(NFV)
    次世代のビデオコアは、ネットワーク機能仮想化とソフトウェア定義ネットワークの進歩を活用し、ネットワークアーキテクチャに依存せず、市販のハードウェア上に主要なネットワークサービスを展開する柔軟性を持ち合わせている必要があります。

ARRISビデオ・ユニファイド・エッジ(VUE)は、ビデオコア(EQAMおよびビデオヘッドエンド機能)を仮想化するモジュール式のソフトウェア製品です。こういった機能の仮想化により、データセンター・モデルへの移行が可能になります。

ビデオ・ユニファイド・エッジの用途

  • DAA向けのQAMビデオ
    • VUEがリモートPHYやリモートMAC-PHYソリューション内でQAMビデオコアとして機能
    • VUEがブロドキャストおよびナローキャストのビデオストリームを処理してデータコアをオフロード
  • ABR CDNへのビデオバックボーンの統合
    • すべてのビデオコンテンツをアダプティブ・ビット・レート(ABR)コンテンツとしてCDNに移行
    • VUEがABRをMPEG-2トランスポートに変換し、すでに設置されているQAMベースのCPEもサポート
  • 統一された広告戦略の展開
    • すべての広告挿入をABRドメインで実行(二重広告挿入システムの必要性を排除)
    • ソフトウェア定義ビデオネットワークによりターゲット型広告向けにプログラミング可能な広告ゾーンを有効化

将来のビデオコアは、分散型アクセスアーキテクチャをサポートし、IPベースコンテンツを中心としたビデオ処理と広告を統一する仮想化ネットワークサービス群となります。ARRIS VUEはDAAのほか、IPコンテンツのMPEG-2への変換をサポートするQAMビデオ機能を提供し、ビデオバックボーンを統一します。ビデオコアのその他の機能は、MPEG-2ビデオ(スイッチド・デジタル・ビデオ)とIPビデオ(マルチキャストABR)向けの帯域幅の最適化に重点を置いています。

分散型アクセスアーキテクチャ - ARRISビデオ・ユニファイド・エッジ

関連情報

ARRISアクセス・ネットワーク・エボリューション・フレームワークは、コンサルティングによってサポートされるネットワークとともに進化するモジュール式のアプローチと、サービスプロバイダーのネットワーク移行戦略、計画、加入者のニーズを最適化するためのネットワーク・エボリューション・サービスを提供します。

このアプローチにより、サービスプロバイダーは、影響を受ける主要なシステム領域であるビデオ配信、ブロードバンド・データ・サービス、アクセスインフラに共通するコア要素から着手し、計画が定まるにつれてこれらを進化させることができます。

ネットワークの進化は、モデリング、プランニング、コンサルティングサービスから導入、運用、管理までの一連の専門サービスによってサポートされます。ARRISでは、テクノロジーとサービスプロバイダーのネットワークインフラストラクチャーの両方が進化するにつれて、構成、配備、管理の機能がデータセンター主導になると当社は見込んでいます。これらは、アプリケーションコンテナのほか、応用分析に基づいて構築されたパフォーマンス最適化・システム調整として提供されます。


ARRISアクセス・ネットワーク・エボリューション・フレームワーク

                      
ARRISアクセス・ネットワーク・エボリューション・フレームワークは、アクセスアーキテクチャなどを評価・決定するためのモデルを提供します。

  • プランニングとモデリング
    物理的な能力と現在の使用状況の両方からネットワークの現状を理解し、プロジェクトの成長モデルと将来を見据えた成長計画の作成にインテリジェントに適用します。
  • ビデオコア
    ビデオバックボーンをHTTP IPビデオに統合したいという要望と、いずれはIPセットトップボックスやデバイスへと進化する既存の大規模なQAMセットトップボックスの基盤のサポートとのバランスを取ります。仮想化を可能にすることで、ARRISはどちらにも新しいサービスをもたらすことができ、プログラミング可能な共通のターゲット型広告ソリューションの利用を可能にします。
  • データコア
    すでにDOCSIS CMTSへの多額の投資が行われているなか、E6000 CERに対するアップグレード可能なアプローチにより、サービスプロバイダーは、既存の投資を失わずに済みます。さらに、ソフトウェアライセンスやハードウェアモジュールによるアップグレードで、必要に応じて各CMTSをDAAベースのアーキテクチャに移行させながら、システムの密度を高めることができます。
  • アクセスエッジ
    すでに設置されているHFCノードの大規模なベースを抱えながら、Node+0アーキテクチャへの将来的な移行を見据えるサービスプロバイダーは、新しいノードを設置するためだけでなく、既存のノードを更新・アップグレードするための最適な方法を模索しています。そこでARRISは、ネットワーク計画に基づいてノード機能をHFC 1.2 GHz、リモートPHY、リモートMAC-PHYノードから選択できるよう、ノード設計にモジュール式のアプローチを採用しました。これにより、ネットワークの進化にさらなる柔軟性を持たせ、資本コストと運用コストの両方を最適化できます。
  • 調整、インテリジェンス、管理システム
    機能がさらに分散化され、多くのビデオコアやデータコア、アクセスエッジのコンポーネントの仮想化が進む今、運用・管理向けの新しいソリューションやサービスの可能性が広がっています。サービスプロバイダーは、APIと仮想化アプリケーション中心のアプローチを採用することで、既存のシステムにインターフェース接続したり、ARRISから一連のアプリケーションのライセンスを取得することができます。
  • ネットワーク・エボリューション・サービス
    ヘッドエンドや屋外設備、システムのネットワーク進化のあらゆる面に対応します。トレーニングを受けたプロバイダー側の人員と協力することで、中断やネットワークのダウンタイムを最小限に抑えつつ、移行の迅速化と最適化を図ります。ARRISでは設置、試運転、テスト統合サービスを提供しており、ネットワークの進化を計画通りに効率よく進め、現行の業務を支援するために、展開の手引きとなる運用戦略を策定し、スタッフの増強も行います。これらのサービスはARRIS以外の製品に対して幅広く提供しており、このような製品をフレームワークに統合するお手伝いもしています。

ARRISアクセス・ネットワーク・エボリューション・フレームワークは、次世代のサービスに向けた長期的な帯域幅の拡張を可能にします。ヘッドエンドの機能を受信ネットワークに分散し、ビデオおよびデータシステムの機能を仮想化することで、サービスプロバイダーのネットワーク内の既存の機能を強化し、サービスの柔軟性と速度の向上に向けた移行への道を提供します。

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