Docsis, EOC of Moca toegepast in kleine kabeltelevisienetwerken.

Ons bereikt vaak de vraag of we Docsis of Moca netwerken kunnen leveren, ja dat kunnen we. De vraag die eigenlijk niet gesteld wordt wat is het beste product voor een bepaalde situatie Docsis, EOC of Moca. Wel komt de vraag wat is het beste wel eens boven, een eenduidig antwoord is daarop niet te geven. Wel kunnen we de eigenschappen en verschillen duidelijk maken. In dit blog neem ik je mee in de specificaties en de praktische toepasbaarheid.

Achtergrond

Voor wie niet helemaal thuis is in de kabeltelevisie techniek even een korte toelichting om het één en ander beter te kunnen begrijpen. Met het voorwaartspad bedoelen we alle frequenties die worden gebruikt om richting de eindgebruiker te gaan, in de IT noemen we dit downstream. De retourband zijn alle frequenties die van de eindgebruiker terug gaan, in de IT noemen we dit upstream.  Voor de (traditionele)kabeltelevisie zijn er de volgende banden in gebruik. 

Langzaam aan vinden er wat verschuivingen plaats in het gebruik van deze frequenties. Vooral gedreven door het gebruik van de nieuwe Docsis standaarden.

EOC

De meeste ethernet over coax (EOC) systemen hebben een oorsprong in de powerline technologie. Je ziet powerline techniek alleen binnen de consumenten markt in Nederland. Echter zijn er ook professionele powerline producten. De mogelijkheden over het elektriciteitsnet zijn beperk.  Echter als je de niet afgeschermde kabels en het vervuild elektriciteitsnet vervangt voor coaxkabels met een vaste impedantie wordt de ze technologie heel erg stabiel en betrouwbaar.

Welke vormen van EOC zijn er? In de onderstaande tabel zie je welke snelheden daar bij horen. 

Wat voor waarden zien we hier, allereerst het aantal slaves. We zien bij de Homeplug AV een groot getal, maar hoe realistisch is dat nu werkelijk? Als je 225Mbit/s deelt door 253 en dan bedenkt dat dit nog half duplex is dan is dit heel weinig. Bijvoorbeeld als de verhouding 60% down en 40% up dan heb je 53/35kbps per gebruiker. Je mag aannemen dat het aantal collisions groter wordt naar mate er meer slaves zijn, we adviseren 32 slaves en maximaal 50 slaves toe te passen.

Echte snelheden

De geadverteerde snelheden roepen veel vragen op. Sommige fabrikanten noemen alleen de PHY (Physical rate) snelheden waardoor een verkeerd beeld ontstaat. De PHY snelheden, zijn de fysieke bandbreedtes die haalbaar zijn op een medium, maar in veel gevallen liggen die veel hoger dan de werkelijke snelheden. Dit komt door de overhead die ontstaat door het versturen van informatie op de achtergrond om de communicatie tussen master en slaves te laten werken. Ethernet over coax lijkt in die zin heel erg op WiFi waar de PHY waarden ook veel hoger zijn dan de werkelijke snelheden. Dan adverteren partijen nog met ethernet snelheden, deze waarde ligt nog steeds fors hoger dan de werkelijke snelheid. Dit is te wijten aan overhead van de toegepaste protocollen (tcp/udp), bijvoorbeeld door resends over het netwerk.

Ja er zijn partijen die adverteren met 1 Gbit/s over een Homeplug AV systeem, dit kan gewoon niet, wat deze partijen ook zeggen. De bandbreedte is gebaseerd op het frequentie spectrum wat wordt toegepast, deze wordt gewoon niet groter.

Eigenschappen en inrichting

Alle EOC systemen werken in de onderband, verschillen zijn met name de hoogste frequentie. De standaard voor de onderband is vandaag  5-65Mhz en over enige tijd zal dit 5 – 200Mhz zijn. In de huidige netwerken in particulier eigendom zal de onderband vrij zijn tot 65Mhz. Minimale vereiste voor het gebruik van EOC is een volledige passieve onderband. Dit is niet mis te verstaan met een actieve retourband met 0 dB versterking, versterkers hebben altijd een richting en dit staat EOC verkeer in de weg.

EOC systemen plaats je vaak decentraal in het netwerk. Je bepaald naar aanleiding van het aantal aansluitingen en de benodigde bandbreedte waar de master geplaatst gaat worden, er wordt zorgvuldig naar de netwerkplanning gekeken. In sommige gevallen kan dit op de afgaande kabels op het sop-punt. In sommige gevallen dan is dit niet mogelijk om op het sop-punt te plaatsen en moeten de masters in de kasten in het veld worden geplaatst. De ontsluiting van die master kan op twee manieren, via coax met een master slave combinatie, de bandbreedte blijft dan beperkt. In veel gevallen is de masters te ontsluiten met glasvezel zo ontstaat er een modern FTTC (fiber to the curb) netwerk. De implementatie brengt met zich mee dat er kleinere coax netwerksegmenten ontstaan.

Docsis

Docsis, data over cable service internet interface specification is een technologie die bedoeld is om steden te ontsluiten met internet. Dit systeem is gemaakt aan de hand van de vraag van ISP’s/operators.  Docsis is verregaand is gestandaardiseerd, dat wil zeggen dat op zekere hoogte alle functionaliteit aangaande verbindingen hetzelfde werkt, meer complexe configuraties kunnen dan wel weer afwijken. Wel zijn er diverse versies van Docsis met grote verschillen.

Euro-Docsis vs Docsis

Er is Docsis en Euro-Docsis. Het belangrijkste verschil is dat Docsis gebruik maakt van 6Mhz kanaalbreedte en 8Mhz voor Euro-Docsis daarnaast zijn er nog een aantal verschillen in de modulatie. De downstream bandbreedte voor Euro-Docsis is groter en in combinatie met de modulatie verschillen levert dit hogere downstream snelheden op dat vertaalt zich in 55 Mbit/s voor Euro-Docsis tegen 42 Mbit/s voor Docsis. Ook de upstream bij het Euro-Docsis protocol is anders, bij Euro-Docsis is het frequentiebereik 5-65 Mhz ten opzichte van 5-42Mhz voor Docsis. Het in theorie mogelijk om een Docsis opstelling te maken in een Nederlands netwerk, heel praktisch is het niet. Docsis heeft een vast kanalen schema en Euro-Docsis is vrij in te delen. Verder zullen we het hebben over Euro-Docsis. 

Docsis versies

Er zijn verschillende versies van Docsis beschikbaar, helaas zien we nog= steeds Docsis 2.0 netwerken in de markt. De meest actuele versie is Docsis= 3.0, verdere voorbeelden van snelheden zullen betrekking hebben op Docsis 3.0. Let op de snelheden zijn voor het totale netwerk.

Aantal kanalen

Als we kijken naar die prachtige waarden van 1.7 Gbit/s down en 245 Mbit/s zouden we meteen om zijn. Echter dit gaat om het volledige gebruik van alle 32 downstream kanalen en 8 upstream kanalen. Veel aangeboden CMTS units in de onderkant van de markt kunnen dit helemaal niet. De gerenommeerde merken hebben licenties voor het gebruik van de kanalen. In dit overzicht zie je de haalbare bandbreedtes bij Docsis 3.0 bij het aantal kanalen.

Dit zijn bruto snelheden en netto snelheden afhankelijk van het aantal gebruikte apparaten maar liggen toch 10 – 15 % lager dan de weergegeven snelheden. 

Aantal gebruikers/modems

Het aantal gebruikers en of modems per CMTS is heel erg merk en type afhankelijk. Dit is variërend van 200 tot 1200. Bedenk je wel dat er bij 1200 gebruikers er maar weinig over blijft van de bandbreedte, als we die 1,7 Gbit delen van de downstream door 1200 dan hou je 1,5Mbit over per gebruiker/modem. Doen we dat met de upstream dan hou je 0,20 Mbit over. Dus het aantal gebruikers zegt niet zo heel veel.

Eigenschap en inrichting

Voor een Docsis netwerk is een voorwaarde voldoende kanalen kunnen worden vrij gemaakt, dit kan praktisch nog wel eens lastig zijn zeker bij het gebruik van analoge TV kanalen op een netwerk.

Daarbij is een actief retournetwerk van belang. Deze retourband dient ook afgeregeld te zijn, alle aansluitingen dienen (min of meer) hetzelfde binnen te komen op de CMTS.  Een Docsis netwerk is allerminst vergevend aangaande verstoringen in het netwerk, vooral de retourband is enorm gevoelig voor verstoring. Verstoringen in de retourband resulteren in het onderuit gaan van het gehele netwerk.

Het is raadzaam om het hele netwerk waar je Docsis aan gaat toevoegen heel kritisch onder de loep te nemen en als basis het netwerk naar te 1006Mhz brengen en bij voorkeur naar 1218 Mhz. Docsis kent een wat complexer provisioning proces dat maakt het wat lastiger om Docsis toe te passen in kleinere situaties. Om de omgevingen beheerbaar te houden is een provisioning beheer systeem verstandig.

Moca

Moca technologie is bedacht met thuisnetwerken in gedachten en heeft inmiddels alweer vele standaarden met verschillende snelheden:

Moca werkt in het spectrum van 500 Mhz – 1500 Mhz (center frequenties), Moca kent frequentie plannen die in letters zijn opgedeeld. De snelheden die zijn weergegeven zijn maximaal haalbare snelheden. Bij Moca 2.5 is 2.5 Gbit/s haalbaar bij 5 gebundelde kanalen waarbij de verbinding perfect is.

Toch is D frequentieplan het meest gebruikelijk bij het gebruik van Moca. De centerfrequentie van het eerste kanaal in dit plan is 1150 Mhz. De kanalen zijn bij de nieuwe standaarden 100 Mhz breed en gebundeld 225 Mhz breed.

Moca 3.0

Er zou een Moca 3.0 standaard komen die 10Gbit/s zou kunnen doen. Je hoort er wel wat over. Maar er is nergens inhoudelijke documentatie te vinden over dit onderwerp. Mocht iemand dit wel hebben dan hou ik me van harte aanbevolen.

Eigenschap en inrichting

We hebben inmiddels al enige Moca netwerken vervangen voor iets anders, als je dan zo’n Moca netwerk opruimt, zie je de oorzaken waarom het niet werkt. Systemen die op D-plan werken die een Astro ST800 in gaan. In veel gevallen zijn netwerken niet aangepast voor Moca gebruikt. Met doorgaans de reden dat de componenten voor professionele netwerken niet aanwezig zijn. Moca kan werken tot een demping van 40dB  daarna neemt de performance hard af tot onbruikbare snelheden. Ik hoor de kritische lezer al roepen: “dit is hetzelfde als bij EOC?” Ja en nee, de waarde is hetzelfde, maar de eigenschappen van al het tussenliggende passieven en met name de kabel wegen zwaar mee. Demping van een coaxkabel bij 1,2 Ghz is een hele andere dan bij 200 Mhz, je mag aannemen dat die demping keer 3 gaat.

Voorbeeld

Ter illustratie een voorbeeld. Als we de demping uitrekenen voor het volgende traject:

• stroomkoppelfilter
• 200m coax3,
• stroomkoppelfilter
• tweedeler,
• 100m coax3,
• stroomkoppelfilter
• Multitap
• 40m coax9

Dan heeft dit traject een demping van ongeveer 35 dB bij 200 Mhz. Echter bij 1,2 Ghz is de demping 55dB. Namelijk is de demping van een coaxkabel vele malen hoger bij hoge frequenties. Hieruit volgt dat een uitrol in een praktijk situatie bijna niet kan.

Conclusie

Voor iedere techniek is wel iets te zeggen, Moca kent de hoogste bandbreedtes, maar is minder geschikt voor implementaties met enige afstanden. Docsis is fantastisch voor grote implementaties, maar vraagt heel veel van de kwaliteit van je netwerk en boet in op je voorwaartsband. EOC is heel vergevend voor wat betreft de netwerkkwaliteit, maar kent een wat meer decentrale implementatie. Wil je hierover doorpraten neem dan vrijblijvend contact op:

Johan Kuiper 038- 234 0 999 / 06- 2184 9852 / johan@eezo.nl / of vul het onderstaande contactformulier in.
www.eezo.nl
www.jpk-consulting.nl

Hempro EOC: https://www.jpk-consulting.nl/shop/category/merken-hempro-10

7 januari 2020 Artikelen Eezo