Remote PHY

Remote PHY(也称为 R-PHY、R PHY 和 RPHY)非常受服务提供商欢迎,因为它能够有效地减轻网络中心内的机架空间、功耗和冷却限制。它通过将 PHY 层分离出来,并将其重新分配到光纤节点,从而实现这些特性。CableLabs 编制的 Remote PHY 规范已经成为了业界标准。但这首先引出了一个问题:为什么网络中心内会存在限制?

原因在于,为了能够支持诸如 4k 和 IP 视频等服务以及其他带宽密集型产品,用户总是不满足于其现有带宽。除此之外,大多数家庭和企业在任何给定时间都会有多台设备同时访问网络,那么为何提供商要急于向家庭和越来越多的企业提供千兆速度服务的原因就显而易见了。

为了实现这一点,需要有指数级数量的分支节点才能缩小下行业务组的大小。某些情况下,未来五年内节点数将增加 5-10 倍。尽管这可以提高速度,但也会在头端或中心内带来新的问题。中心内需要有更多的空间/电源/冷却容量才能适应指数级数量的分支节点。Remote PHY 缓解了这些问题。


分布式接入架构

Remote PHY 是名为分布式接入架构 (DAA) 的更广泛技术系列的一部分,这些技术可以减轻中心内的拥塞情况。通常,诸如 Remote PHY、R-MACPHY 和 R-CCAP 等 DAA 技术可将网络的某些环节虚拟化,并移出中心,放在比较靠近用户的位置。

中心的职能正在从存放一排排的专用设备以及射频拆分/合并网络演变为仅仅存放一小部分光交换机和路由器(类似于微型数据中心)。有线电视行业已经在一定程度上采用了 R-MACPHY 和 R-CCAP,而 Remote PHY 很早就已经被知名网络设备供应商和早期 CableLabs 标准化采用,正因为如此,它是迄今为止使用最广泛的技术。


Remote PHY 的优势

除了能够减少中心内的空间/电源/冷却需求外,Remote PHY 还能消除模拟光链路,并以商用数字 10G 以太网链路取而代之。这为推动网络进步提供了明显的优势。数字链路更容易设置,部署所需的时间更少。链路更加可靠,因此将来所需的维护和人力更少。与旧式的调幅链路相比,Remote PHY使用数字光链路还可以实现显著的信噪比 (SNR) 增益,从而可能为 DOCSIS 3.1 下行频谱实现更高的调制阶数。

10G 以太网链路为供应商在将来增加新业务创造了一条经济的途径。如果运营商需要建立与高使用率客户或小型企业的 FTTH 连接,就可以使用附近的现有 10G 以太网以非常经济的方式来实现。数字链路还允许在网络中铺设更长距离的光纤,从而能够更加灵活地折叠中心站点。从方向上而言,通过 DAA 最终将光纤更深入地推进到设施中与意图将来实现全双工 DOCSIS (FDX) 部署的 N+0 计划是相符的,这些都是 Remote PHY 的优势所在。


R-PHY 测试难题

部署 Remote PHY 会带来一些独特的测试难题。特别是,R-PHY 消除了中心内的射频馈线,而这同样也使您无法在这些位置使用专用的测试和监测设备。这一变化会对诸如反向通路监测、扫频和传输泄漏标记器信号等操作产生直接影响。

Remote PHY 还可能会在 MAC 层和 PHY 层之间引入计时问题,因为 R-PHY 会分隔以前放在一起的 MAC 层和 PHY 层。分隔会在两者之间产生距离,从而更难以使计时保持同步。如果精确计时协议 (PTP) 消息由于任何原因被延迟,则定时同步可能会被丢弃,因此来自不同调制解调器的上行数据包将会冲突并产生上行 BER。如果技术人员未掌握正确的知识和工具来识别这种类型的问题,则很难进行故障排查。

HFC 中采用光纤为时已久,但随着光纤从模拟光链路迁移到数字以太网链路,诸如 R-PHY 等分布式接入架构正在快速推进诸如密集波分复用 (DWDM) 等高级光纤技术的部署。

开通 R-PHY node 将需要对馈入新 R-PHY node 的光纤物理层链路进行认证或验证,以确保新激活的 DWDM 波长正确地通过任何光复用/解复用(光合路器/分路器)从中心传送到节点,并确保支持各种 R-PHY node 的 DWDM 信道存在且具有正确的光功率电平。新铺设的光纤和现有模拟光纤都适用这一点,毕竟这些现有光纤一直在传导光,但未采用这些新的 DWDM 波长。

与以前的技术相比,DWDM 网络的安装、故障排查和维护更加复杂,并且需要新设备来提供支持。R-PHY 所带来的另一个光纤相关难题是:由于部署的光纤大规模增长,因此需要更多的技术人员拥有相应光纤处理技术和技能。将 10G 以太网从中心/头端迁出到现场也会带来类似的难题。这种技术不再是只有少数中心/头端工程师掌握的小众技术,维护技术人员现在必须接受培训并掌握相关技术来正确地维护 10G 以太网并对其进行故障排查。

在提供商有更多选择的市场中,Remote PHY 还造成了 NEM 的激增,但也带来了与测试相关的困惑和复杂性。许多 NEM 提供的单点解决方案测试工具只能部分支持其他供应商的设备。这意味着技术人员必须接受培训并掌握更广泛的测试技术组合,才能准确地进行维护并对随时可能会遇到的状况进行故障排查。


利用 Remote PHY 设备

针对 Remote PHY 对中心的某些环节进行虚拟化很明显会带来一些难题,但也会创造不断发展的优势。R-PHY 设备 (RPU) 现在可承担若干职责,包括监测上行射频、帮助技术人员完成现场查找和修复,以及实现包括实时现场仪表交互在内的反向扫频。Remote PHY 设备还提供泄漏监测和系统故障排查所需的下行射频标记功能。

对于 Remote PHY,将使用为 CATV 设计的以太网测试设备来验证新 R-PHY 设备开通,并对拆分 MAC 和 PHY 层的 Remote PHY node 的计时问题进行故障排查。通过将以前由安装在中心的硬件处理的上行频谱分析功能在 RPU 中虚拟化处理,可以实现这些关键功能在 Remote PHY 环境中的连续性。

借助现有现场扫频仪表,可以更进一步地利用 Remote PHY 设备来传送和接收扫频遥测信号,从而使传统节点和 Remote PHY node 能使用相同的扫频流程。在这种情况下,不管节点类型或正在使用的业务提供设备如何,技术人员都使用相同的流程,从而能有效地将技术人员与底层的复杂性相隔离。泄漏标记器功能也可以在 Remote PHY node 中虚拟化处理,从而能在这种新的虚拟化环境中完成这一关键设备维护功能。


Remote PHY 的测试和监测解决方案

VIAVI 针对部署 R-PHY 和其他 DAA 技术的网络开发了 OneExpert CATV 现场仪表和 XPERTrak 监测解决方案。OneExpert CATV 测试仪可同时测试传统环境和虚拟化环境,同时还能自动完成测试并在仪表板上显示通过/未通过结果。通过实现 Remote PHY 关键测试功能的连续性,包括与用于反向扫频和入侵修复的已部署 VIAVI 现场仪表的互操作,XPERTrak 简化了过渡到 R-PHY 的过程。

对于 R-PHY 环境中的以太网测试,MTS-5800MAP-2100 提供了无与伦比的现场测试和监测功能。

对于 R-PHY 中的光纤元件,带智能链路映射功能(在 MTS-2000、4000V2 和 5800 上支持)的4100 系列 DWDM OTDR 模块OCC-56C DWDM 光信道检查仪,当然还有诸如 P5000i(MTS 平台也支持)或 FiberChek Probe 等光纤检测工具提供了对新的或现有 DWDM 光纤链路进行部署、认证和故障排查所需的一切功能。

若要更深入地了解 Remote PHY,请阅读“Remote PHY Architectures: Operational Challenges and Opportunities (Remote PHY 架构:运营的难题和机会)”。有关 Remote PHY 和 DOCSIS 3.1 扫频测试的更多详细信息,请参阅应用指南“(不断发展的网络中的扫频)”。”.

时间有限? 有两个很好的 Remote PHY 相关网络研讨会可以提供帮助。“Remote PHY: Problems Solved, and Problems Created by DAA (Remote PHY:DAA 解决的问题以及 DAA 造成的问题)”和“ Exploring Distributed Access Architectures(探讨分布式接入架构)”可让您很快掌握相关知识。

Operational Challenges and Opportunities

R PHY Poster

Demystifying DAA Turn-Up and Test

Sweeping in an Evolving Network

Learn to fix the issues and validate the network performance quickly.

Exploring Distributed Access Architectures Webinar

CableLabs, VIAVI, and other industry experts explore improving network efficiency with DAA.

VIAVI 全面的 HFC 维护和性能分析方案,提供给用户顺利迁移到未来网络所需的详细信息及深层的分析。