10G: Futuro

Oct 24, 2023

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El mundo está preparado para las redes de 10 gigabits, y los avances en las soluciones DOCSIS 4.0 podrían acercarnos a esta realidad, encuentraAlicia Jensen

La visión de la industria del cable para ofrecer redes de 10 gigabits, o 10G, se presentó por primera vez en el Consumer Electronics Show (CES) de 2019. En ese evento, la Asociación Nacional de Cable y Televisión (NCTA); el laboratorio de investigación y desarrollo sin fines de lucro CableLabs y Cable Europe describieron su visión para el futuro de las redes globales de televisión por cable. Ahora, los avances de DOCSIS 4.0 están facilitando la realización de 10G para más usuarios.

Las redes de banda ancha por cable consisten tanto en fibra óptica moderna como en cables coaxiales heredados, que atraviesan países y brindan servicios de Internet y televisión por cable. La fibra hasta el hogar (FTTH) y las redes ópticas pasivas (PON) utilizan tecnología de fibra óptica para brindar acceso a la red de banda ancha a los clientes finales. En teoría, tienen una capacidad casi ilimitada y son compatibles con la promesa 10G. Pero cuando se trata de redes de cable híbrido de fibra coaxial (HFC), la conexión 'al hogar' se realiza a través de un cable coaxial.

En lugar de tener que reemplazar las redes HFC con redes totalmente de fibra para hacer realidad la visión 10G, la tecnología DOCSIS 4.0 hace que las redes HFC sean competitivas con PON, preparándolas para 10G.

La red en los Estados Unidos es una de las más avanzadas. Alrededor del "90% de Estados Unidos ya tiene acceso a velocidades de Internet en el hogar de 1 Gb/s a través de redes de banda ancha de cable", dice el vicepresidente senior de comunicaciones estratégicas de NCTA, Brian Dietz. 1G es lo suficientemente rápido para la mayoría de los requisitos domésticos actuales y 10G será 10 veces más rápido.

"En realidad, no existe ninguna aplicación asesina, o incluso visible en el horizonte, que requiera más de cientos de megabits por segundo, y mucho menos un gigabit de ancho de banda, pero no sabemos qué hay a la vuelta de la esquina". dice Cornel Ciocirlan, CTO EMEA y Vicepresidente Global Telco Market Management del proveedor de infraestructura de red y cable de EE. UU., CommScope. "Tenemos que estar preparados para el futuro".

Aparte de la alta velocidad, la plataforma 10G tendrá baja latencia con velocidades de carga y descarga simétricas. A través de tecnología avanzada y monitoreo constante, el sistema también podrá detectar y resolver problemas de red de manera preventiva, ofreciendo más confiabilidad para los consumidores. Además, desplegará un sistema de gestión de red avanzado para aumentar la seguridad.

Según la plataforma 10G de la NCTA, 10G es una "red de banda ancha preparada para el futuro que impulsará la cuarta revolución industrial basada en datos, ofreciendo velocidades de Internet de 10 Gb/s, con la potencia y la baja latencia para respaldar lo que venga después".

La importancia de contar con redes de cable que puedan responder a una mayor demanda es evidente. En el punto álgido de la pandemia, millones de personas recurrieron a sus sistemas de red de cable domésticos para trabajar a distancia. Esto aumentó el tráfico de datos ascendente y aplicó una tensión significativa a los anchos de banda disponibles.

La tecnología DOCSIS 4.0 está diseñada para hacer que las redes HFC sean competitivas con PON (crédito: Kristi Blokhin/Shutterstock.com)

En la mayoría de los casos, los sistemas pudieron adaptarse. Por ejemplo, dice Dietz: "Las redes de banda ancha de Estados Unidos se han construido antes de la curva de demanda, con miles de millones de dólares en inversión privada, una práctica que permitió que las redes absorbieran el rápido cambio a las tecnologías digitales y virtuales cuando llegó el Covid-19".

"Se han implementado millones de millas de redes de banda ancha ricas en fibra durante las últimas décadas", dice, y agrega que "los proveedores de banda ancha por cable llevan mucho tiempo construyendo sus redes para comunidades rurales y alejadas. Estos esfuerzos históricos, combinados con Los nuevos fondos del gobierno federal significan que Estados Unidos está a punto de conectar a todos los estadounidenses. Las nuevas redes con altas velocidades de banda ancha transforman los pueblos pequeños y permiten que más personas participen en la economía moderna".

En cambio, dice Ciocirlan: “En regiones de Europa, concretamente Reino Unido y Alemania, muchas redes se están quedando atrás”. Dietz agrega: "Durante la pandemia, las redes europeas se vieron obligadas a encontrar soluciones provisionales para absorber el cambio repentino en el tráfico". Aquí, las actualizaciones de las redes heredadas basadas en par trenzado de cobre todavía están en marcha y en áreas rurales remotas con baja densidad de población, puede ser difícil obtener un retorno de la inversión en actualizaciones de fibra. Sin embargo, Ciocirlan dice que se están empleando iniciativas gubernamentales europeas y del Reino Unido para facilitar el despliegue y lograr que más personas se conecten a una red de cable actualizada.

La mayoría de los operadores de redes de televisión por cable son operadores de sistemas múltiples (MSO) que ofrecen una combinación de redes tradicionales de cable, basadas en fibra y móviles. Esto significa que en regiones donde actualmente no se puede acceder a redes de banda ancha efectivas ricas en fibra, los clientes aún pueden recibir un ancho de banda apreciable a través de redes móviles 5G.

La pandemia de Covid-19 y su nuevo mundo de entornos de trabajo remotos e híbridos fueron solo una prueba de las redes de cable. Asegurarse de que se implementen sistemas de cable que estén listos para lo que pueda deparar el futuro es clave para los proveedores de redes de todo el mundo. "La red 10G impulsará la próxima tecnología transformadora. Ya sea que se trate de medios inmersivos, hologramas, incluso hogares más inteligentes o incluso ciudades más inteligentes, solo el tiempo lo dirá", dice Dietz.

La especificación de interfaz de servicio de datos por cable, o DOCSIS, se lanzó por primera vez en 1997 y permitió la transmisión de datos de gran ancho de banda a través de cables. Con una velocidad de descarga máxima de 40 Mb/s, fue una gran mejora con respecto a Internet de acceso telefónico. Han seguido muchas encarnaciones y ahora la mayoría de los sistemas funcionan con DOCSIS 3.0 o 3.1, este último proporciona una capacidad de descarga de hasta 10 Gb/s y de uno a dos Gb/s de subida.

DOCSIS 4.0 desempeñará un papel clave para hacer realidad 10G. Está diseñado para aumentar la eficiencia de la infraestructura de cable híbrido de fibra-coaxial existente sin necesidad de tender más cable. Por lo tanto, su implementación tiene como objetivo tanto ahorrar costos como redes preparadas para el futuro.

DOCSIS 4.0 define DOCSIS dúplex completo con velocidades de carga y descarga simétricas. Dietz señala: "Esto acorta el tiempo de respuesta a un milisegundo y elimina el tiempo de retraso". Además, también se define como DOCSIS de espectro extendido, lo que, según Ciocirlan, "significa que obtiene alrededor de 600 MHz de espectro ascendente adicional, lo que tiene un gran impacto en la capacidad del operador para ofrecer un mayor ancho de banda".

Curtis Knittle, vicepresidente de Wired Technologies en CableLabs, destaca la demostración de 10G Showcase de abril de 2022: "Comcast y Charter, y sus socios proveedores, demostraron que la tecnología DOCSIS 4.0 pudo lograr una capacidad máxima de descarga de 9 Gb/s y una capacidad de carga de 6 Gb/s ." También señala que hay dos conclusiones clave de este evento: en primer lugar, que la tecnología DOCSIS 4.0 es real y, en segundo lugar, que DOCSIS 4.0 sigue el ritmo de 10G PON.

Dietz dice: "Desde entonces, Comcast ha anunciado (en febrero de 2023) el lanzamiento de su actualización 10G a 10 millones de hogares, haciendo que las velocidades de 2Gb/s estén disponibles a través de la implementación de DOCSIS 4.0. Esto está adelantado". Se están realizando mejoras de red fundamentales adicionales y la actualización de la red de Comcast está programada para llegar a 50 millones de hogares para 2025. Knittle agrega: "Con DOCSIS 4.0, los consumidores podrán suscribirse a servicios de varios gigabits y la visión de la plataforma 10G está a la vista". ".

En Europa, Ciocirlan señala: "CommScope ha anunciado un acuerdo con Liberty Global, el proveedor de red más grande de Europa, para construir un producto de nodo DOCSIS 4.0, por lo que DOCSIS 4.0 también está a la vista aquí".

No es solo DOCSIS 4.0 lo que permitirá preparar las redes para el futuro, según Knittle: "También hay soluciones emergentes relacionadas con la infraestructura de red subyacente en forma de PON y óptica coherente en el acceso".

Él dice que CableLabs reconoció la necesidad de la industria del cable de una solución que soporte tanto las capacidades requeridas en el futuro como las largas longitudes de fibra de las redes de cable actuales. "La instalación de fibra nueva es muy costosa, por lo que una pregunta clave que hicimos fue: '¿Cómo podemos extender la vida útil de los cables de fibra ya instalados en las redes de cable?' La respuesta fue tecnologías ópticas coherentes".

Estas tecnologías permiten transferir más datos en la misma fibra. Sin embargo, pueden ser costosos y se están realizando desarrollos para hacerlos más asequibles. Por ejemplo, la óptica coherente de dúplex completo puede duplicar la capacidad de una fibra y eliminar la necesidad de transceptores de láser dual de mayor costo. "Ahora estamos viendo redes de acceso coherentes que admiten redes empresariales y la agregación de la arquitectura de acceso distribuido (DAA)", dice Knittle.

La interoperabilidad es una de las áreas clave de enfoque de CableLabs y habilitarla garantizará que todas las redes estén listas para futuras aplicaciones. "Es importante considerar soluciones no específicas de cable, como 5G Challenge y L4S, que van más allá del cable. Los avances en las tecnologías de convergencia de capa en móvil y de fijo a móvil permiten que las redes de cable y móviles compartan sistemas de fibra. y son clave para garantizar la transferencia de datos entre redes".

10G se asoció con Future Today Institute para obtener información sobre para qué se están preparando las redes. Dietz dice: "Estos incluyen cambios transformadores en el entretenimiento inmersivo, la educación y el aprendizaje remoto, la agricultura y la atención médica remota y robótica".

El futuro 10G

Sobre el entretenimiento inmersivo, Knittle agrega: "Estamos mirando más allá incluso de la realidad virtual (VR) y hacia la realidad aumentada (AR) y el metaverso".

Estos tipos de tecnología también pueden transformar la educación, creando experiencias educativas inmersivas, personalizadas y transportadoras. Los avances en el cuidado de la salud pueden ser posibles con una tecnología de sensores más portátiles e inteligentes para una atención personalizada e invisible en el hogar, mientras que las comunidades remotas y rurales podrían conectarse a una atención de alta calidad a través de robots y hologramas. Como parte de la respuesta a los desafíos climáticos, ya se está desarrollando un monitoreo avanzado de los sistemas agrícolas y, algún día, la IA puede transformar los entornos de cultivo en interiores para convertirse en abundantes edenes. Pero todo eso requerirá redes estables y de alta capacidad.

Dietz, Ciocirlan y Knittle coinciden en que nadie sabe lo que está a la vuelta de la esquina en términos de avances tecnológicos y lo que se requerirá de las redes de cable. Sin embargo, está claro que tener una red que esté lista para cada escenario futuro, una que pueda transportar más datos de los que se requerirían para cualquier aplicación concebible, es clave.