G.hn EoC tehnoloģija: novatoriska starptautisko standartu un vietējo tīklu arhitektūru integrācija
Savā pamatā G.hn EoC tehnoloģija ir inovācija, kas apvieno starptautisku standartu (ITU-T G.hn) ar lokālā tīkla arhitektūru (EoC). Tā tehnisko principu un veiktspējas priekšrocību atslēga slēpjas uzlabotajā fiziskā slāņa dizainā.
G.hn EoC nav neatkarīgs starptautisks standarts. Drīzāk tā ir Ķīnas apraides televīzijas nozares (un citu) pieeja, lai atrisinātu "pēdējo 100 metru" koaksiālā kabeļa piekļuves problēmu. Tas izmanto fiziskā slāņa (PHY) tehnoloģiju no ITU-T G.hn mājas tīkla standarta un piemēro to Ethernet over Coax (EoC) piekļuves tīkla arhitektūrai. Izmantojot nobriedušu standartu, tas ļauj izvairīties no liekas pētniecības un attīstības un nodrošina ātru industrializāciju un sadarbspēju.
Tehniskais pamatprincips: konverģēta arhitektūra
G.hn EoC sistēmas kodols ir EPON (Ethernet Passive Optical Network) Media Access Control (MAC) slāņa apvienošana ar G.hn PHY slāni.
Augšējais slānis: EPON MAC– Tas izmanto operatoriem pazīstamo EPON protokolu kā datu saites slāni. Tas ļauj G.hn EoC sistēmai nemanāmi saskarties ar augšupējiem EPON/GPON optiskajiem tīkliem, atvieglojot vienotu tīkla pārvaldību un darbību.
Apakšējais slānis: G.hn PHY– Tas ir atbildīgs par faktisko signāla pārraidi pa koaksiālā kabeļa vidi, un tas ir tā izcilās veiktspējas avots.
Dziļi iedziļināties fiziskajā slānī: augstas veiktspējas pamats
G.hn PHY uzlabotais raksturs ir galvenais iemesls, kāpēcG.hn EoCtehnoloģija nodrošina lielu joslas platumu un spēcīgas prettraucējumu iespējas.
Galvenās modulācijas un kodēšanas tehnoloģijas
PHY izmanto tehnoloģiju kombināciju, kas plaši atzīta par tādu, kas tuvojas teorētiskajām veiktspējas robežām:
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) modulācija– Tas ir tā ātrgaitas transmisijas kodols. OFDM sadala pārraides kanālu vairākos ortogonālos šaurjoslas apakškanālos, sadalot ātrgaitas datu straumi daudzās zema ātruma datu plūsmās, kas tiek pārraidītas paralēli pa šiem apakškanāliem. Šis dizains efektīvi novērš daudzceļu efektus un frekvences selektīvo izbalēšanu koaksiālajos kabeļa kanālos, ievērojami uzlabojot spektrālo efektivitāti un pārraides stabilitāti.
LDPC (Low-Density Parity-Check) pārsūtīšanas kļūdu labošana- Kā kanālu kodēšanas shēma, kas tuvojas Šenonas robežai, LDPC kodi piedāvā jaudīgas kļūdu labošanas iespējas, efektīvi tiekot galā ar sarežģītām trokšņu vidēm un nodrošinot sakaru kvalitāti lielā ātrumā. Galvenais šāda kodētāja dizaina mērķis ir uzturēt labu kļūdu labošanas veiktspēju liela ātruma pārraides apstākļos.
Galvenie PHY parametri un veiktspēja
Ar nepārtrauktu attīstību G.hn tehnoloģijas PHY veiktspēja ir ievērojami uzlabota:
Darbības frekvenču josla un modulācijas iespēja– Sākotnējais G.hn standarts (G.9960) definēja PHY, kas atbalsta līdz 200 MHz joslas platumu, un katrs OFDM apakšnesējs spēj izmantot līdz pat 4096-QAM modulāciju. Jaunākie standarta labojumi (piemēram, 2020. gada grozījumi) paplašina joslas platumu līdz vairāk nekā 1 GHz, nodrošinot pārraides ātrumu līdz 10 Gbit/s pa koaksiālo kabeli.
Faktiskie pārraides ātrumi– Reālos G.hn EoC produktos tarifi ir atkarīgi no konkrētās konfigurācijas un standarta versijas.
Agrīnie produkti: Izmantojot 100 MHz vai 200 MHz joslas platumu, tie sasniedz PHY ātrumu 400 Mbps un MAC slāņa ātrumu 350 Mbps.
Galvenie produkti: Pamatojoties uz G.hn Wave 2 tehnoloģiju, izmantojot 200 MHz joslas platumu, tie sasniedz PHY ātrumu līdz 2 Gbit/s un efektīvu caurlaidspēju līdz 1,7 Gbit/s.
Tipisks latentums– Operatora līmeņa latentums ir liela priekšrocība. Maksimālais latentums parasti nepārsniedz 10 ms, un vidējais latentums var būt pat 5 ms.
Prettraucējumi un līdzāspastāvēšanas mehānismi– G.hn standarts tika izstrādāts, ņemot vērā sarežģītu elektromagnētisko vidi. Papildus fiziskā slāņa pretestībai, ko nodrošina OFDM un LDPC, tas ietver:
Ārpus joslas (OOB) kanāls– Atsevišķs zema tarifa kanāls, kas paredzēts tīkla pārvaldībai un programmaparatūras jauninājumiem starp galvas ierīci un termināļiem, ko neietekmē galvenais datu kanāls.
Izcirtums– Iespēja samazināt vai izslēgt raidīšanas jaudu noteiktās frekvenču joslās, lai izvairītos no traucējumiem radioamatieru joslās vai citos licencētos pakalpojumos.
Dinamiskās frekvences izvēle– Ja tajā pašā koaksiālajā kabelī tiek izmantoti televīzijas signāli, G.hn ierīces var noteikt RF signālus, un domēna galvenais komunikators dinamiski pārvietos sakarus uz citiem dīkstāves RF kanāliem, lai izvairītos no traucējumiem.
Tīkla mērogs un drošība –
Lielas ietilpības tīklošana– Viens G.hn domēns var atbalstīt līdz 250 mezgliem.
Uzlabota šifrēšana– Atbalsta 128 bitu AES aparatūras šifrēšanu, lai nodrošinātu datu pārraides drošību.
Galveno tehnisko priekšrocību kopsavilkums
Pateicoties tā uzlabotajam PHY dizainam,G.hn EoCpiedāvā ievērojamas priekšrocības salīdzinājumā ar iepriekšējām koaksiālās piekļuves tehnoloģijām (piemēram, risinājumiem, kuru pamatā ir HomePlug AV):
| Funkcija | G.hn EoCPriekšrocība |
|---|---|
| Pārraides ātrums | PHY ātrums līdz Gbit/s (piemēram, 400 Mb/s, 2 Gb/s), krietni pārsniedzot agrīnās tehnoloģijas. |
| Prettraucējumu spēja | OFDM un LDPC kodēšana nodrošina spēcīgu pretestību daudzceļiem un trokšņiem, nodrošinot augstu komunikācijas stabilitāti. |
| Operatora līmeņa veiktspēja | Nodrošina paredzamu zemu latentumu (<10 ms), QoS guarantees, and support for remote management protocols such as TR‑069. |
| Standartizācija un savietojamība | Atbilst vienotajam ITU-T starptautiskajam standartam (G.996x sērija), kas nodrošina dažādu ražotāju ierīču savietojamību. |
Rezumējot, G.hn EoC tehnoloģija ir veiksmīga prakse augstas veiktspējas PHY pārstādīšanai no ITU-T G.hn standarta EoC piekļuves tīkla arhitektūrā. OFDM un LDPC "zelta kombinācija", kas tiek izmantota tās PHY, ir atslēga, lai sasniegtu operatora līmeņa veiktspēju-lielu joslas platumu, spēcīgu prettraucējumu un zemu latentumu-, padarot to par ideālu risinājumu apraides televīzijas tīklu un ātrgaitas platjoslas piekļuves divvirzienu pārveidošanai.
