Sistema de terminación de módem de cable

Para proporcionar servicios de datos de alta velocidad, una compañía de cable conectará su cabecera a Internet mediante enlaces de datos de muy alta capacidad a un proveedor de servicios de red . En el lado del suscriptor de la cabecera, el CMTS permite la comunicación con los módems de cable de los suscriptores . Los diferentes CMTS son capaces de atender diferentes tamaños de poblaciones de módems de cable, que van desde 4000 módems de cable hasta 150 000 o más, dependiendo en parte del tráfico y, por lo tanto, del número de canales asignados a cada grupo de servicio y del tamaño de los grupos de servicio, aunque se recomienda que un I-CMTS atienda, por ejemplo, a 30 000 suscriptores (módems de cable). ^{[ 2 ]} Una cabecera determinada puede tener entre 1 y 12 CMTS para atender la población de módems de cable atendida por esa cabecera o hub HFC .

Una forma de entender un CMTS es imaginar un enrutador con interfaces Ethernet (conexiones) en un lado e interfaces de RF de cable coaxial en el otro. El lado Ethernet se conoce como Interfaz del Lado de Red o NSI. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

Un grupo de servicio es un grupo de clientes que comparten canales de comunicación RF y, por lo tanto, ancho de banda. Un CMTS tiene interfaces y conectores RF separados para señales de enlace descendente y ascendente. Las interfaces RF/coaxiales transportan señales RF hacia y desde "troncales" coaxiales conectados a los módems de cable de los suscriptores, utilizando un par de conectores por troncal, uno para enlace descendente y otro para enlace ascendente. En otras palabras, puede haber un par de conectores RF para cada grupo de servicio, aunque es posible configurar una red con diferentes números de conectores que dan servicio a un conjunto de grupos de servicio, según la cantidad de canales de enlace descendente y ascendente que utilicen los módems de cable en cada grupo de servicio. Cada conector tiene una cantidad finita de canales que puede transportar, como 16 canales por conector de enlace descendente y 4 canales por conector de enlace ascendente, dependiendo del CMTS. ^{[ 2 ]} Por ejemplo, si los módems de cable en cada grupo de servicio utilizan 24 canales para enlace descendente y 2 canales para enlace ascendente, entonces 3 conectores de enlace descendente pueden dar servicio a los módems de cable en dos grupos de servicio y ser atendidos por 1 conector de enlace ascendente. ^{[ 2 ]} Un grupo de servicio puede atender hasta 500 hogares. Un grupo de servicio tiene canales, cuyo ancho de banda se comparte entre todos los miembros del grupo de servicio. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]} Los canales se reagrupan posteriormente en la cabecera de cable o el centro de distribución y son atendidos por CMTS y otros equipos como Edge QAM.

Las señales de RF de un CMTS se conectan mediante cable coaxial a módulos de gestión de RF de cabecera para la división y combinación de RF con otros equipos, como otros CMTS, de modo que varios CMTS puedan dar servicio a un grupo de servicio, ^{[ 2 ] [ 3 ]} y luego a una "plataforma óptica" o plataforma de cabecera, que tiene módulos transmisores y receptores que convierten las señales de RF en pulsos de luz para su transmisión a través de fibra óptica mediante una red HFC. ^{[ 8 ] [ 9 ]} Ejemplos de plataformas ópticas son Arris CH3000 y Cisco Prisma II. En el otro extremo de la red, un nodo óptico convierte los pulsos de luz en señales de RF nuevamente y las envía a través de un "troncal" de cable coaxial. El troncal tiene uno o más amplificadores a lo largo de su longitud, y en el troncal hay "tomas" de distribución a las que se conectan los módems de los clientes mediante cable coaxial.

De hecho, la mayoría de los CMTS cuentan con interfaces Ethernet (u otras interfaces de datos de alta velocidad más tradicionales, como SONET ) y también con interfaces de radiofrecuencia (RF). De esta forma, el tráfico proveniente de Internet se puede enrutar (o conectar) a través de la interfaz Ethernet, pasando por el CMTS y luego hacia las interfaces de RF conectadas al cable coaxial híbrido de fibra ( HFC ) de la compañía de cable. El tráfico recorre el HFC hasta llegar al módem de cable en el domicilio del abonado. El tráfico proveniente del sistema doméstico del abonado pasa por el módem de cable y sale a Internet en sentido contrario.

Los CMTS suelen transportar únicamente tráfico IP . El tráfico destinado al módem de cable desde Internet, conocido como tráfico descendente, se transmite en paquetes IP encapsulados según el estándar DOCSIS . Estos paquetes se transmiten en flujos de datos que normalmente se modulan en un canal de televisión mediante modulación de amplitud en cuadratura ( QAM) de 64 o 256 bits .

Los datos de subida (datos desde los módems de cable a la cabecera o Internet) se transmiten en tramas Ethernet encapsuladas dentro de tramas DOCSIS moduladas con QPSK , 16-QAM, 32-QAM, 64-QAM o 128-QAM mediante mecanismos de compartición de frecuencia TDMA , ATDMA o S- CDMA . Esto se suele realizar en la porción de "subbanda" o "retorno" del espectro de la televisión por cable (también conocida como canales "T"), una parte mucho más baja del espectro de frecuencia que la señal de bajada, normalmente de 5 a 42  MHz en DOCSIS 2.0 o de 5 a 65  MHz en EuroDOCSIS.

Un CMTS típico permite que el ordenador de un abonado obtenga una dirección IP mediante el envío de solicitudes DHCP a los servidores correspondientes. Este servidor DHCP suele devolver una respuesta estándar que incluye la dirección IP asignada al ordenador, las direcciones de puerta de enlace/enrutador que debe utilizar, los servidores DNS, etc.

El CMTS también puede implementar un filtrado básico para protegerse contra usuarios no autorizados y diversos ataques. En ocasiones, se realiza la conformación del tráfico para priorizar el tráfico de las aplicaciones, posiblemente en función del plan contratado o del uso de descargas, y también para garantizar la calidad de servicio (QoS) para el servicio VoIP basado en PacketCable del operador de cable . Sin embargo, la función de conformación del tráfico suele ser realizada por un módem de cable o un conmutador de tráfico de políticas. Un CMTS también puede funcionar como puente o enrutador .

El módem de cable de un cliente no puede comunicarse directamente con otros módems de la línea. Generalmente, el tráfico del módem de cable se enruta hacia otros módems de cable o hacia Internet a través de una serie de CMTS y enrutadores tradicionales. Sin embargo, teóricamente, una ruta podría pasar por un único CMTS.

Una CCAP (Plataforma de Acceso por Cable Convergente) combina la funcionalidad CMTS y Edge QAM en un solo dispositivo para proporcionar datos (internet) con funcionalidad CMTS y vídeo (canales de TV) con funcionalidad Edge QAM. ^{[ 10 ] [ 11 ]} Edge QAM (Modulador/Modulación de Amplitud en Cuadratura) convierte el vídeo enviado a través de IP (protocolo de internet) u otro protocolo en una señal QAM para su transmisión a través de una red de cable. Los Edge QAM suelen ser dispositivos independientes ubicados en el "borde" de una red. También pueden conectarse a un núcleo CMTS para formar un sistema M-CMTS, que es más escalable. Un núcleo CMTS suele ser un CMTS convencional o I-CMTS que admite el funcionamiento como núcleo CMTS en un sistema M-CMTS. ^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]}

En una solución M-CMTS, la arquitectura de un I-CMTS se divide en dos componentes. La primera parte es el componente físico descendente (PHY), conocido como Edge QAM (EQAM). La segunda parte es el componente de red IP y MAC DOCSIS , denominado núcleo M-CMTS. Este tipo de arquitectura también introduce varios protocolos y componentes nuevos. Uno de ellos es la interfaz de temporización DOCSIS, que proporciona una frecuencia de referencia entre el EQAM y el núcleo M-CMTS a través de un servidor DTI. El segundo es la interfaz PHY externa descendente (DEPI). El protocolo DEPI controla la entrega de tramas DOCSIS desde el núcleo M-CMTS a los dispositivos EQAM ^{[ 16 ].} Algunos de los desafíos que implica una plataforma M-CMTS son la mayor complejidad en la combinación de RF y el aumento en el número de puntos de fallo. Una de las ventajas de una arquitectura M-CMTS es su gran escalabilidad a un mayor número de canales descendentes ^{[ 17 ] .}

Los CCAP virtuales (vCCAP) o CMTS virtuales (vCMTS) se implementan en servidores comerciales estándar basados ​​en x86 con software especializado, ^{[ 18 ]} y pueden utilizarse para aumentar la capacidad del servicio sin adquirir nuevos chasis CMTS/CCAP, o para agregar funciones al CMTS/CCAP más rápidamente. ^{[ 19 ]}

El CMTS remoto/CCAP remoto traslada toda la funcionalidad del CMTS/CCAP a la planta externa, en marcado contraste con los CMTS o CCAP convencionales que se instalan en la ubicación del proveedor de servicios. ^{[ 20 ] [ 21 ]}

• Grupo ARRIS
• Redes C9
• Tecnologías Catapulta
• Redes coaxiales Inc.
• Casa Systems
• Sistemas Cisco
• Chongqing Jinghong
• Damery sa
• Gainspeed (empresa Nokia) Archivado el 13/07/2016 en Wayback Machine
• WISI Communications GmbH
• Catalina
• Suma Scientific
• Tecnologías de Huawei
• Harmonic Inc.
• Teleste
• Redes Vecima

• 3COM (Adquirida por HP )
• Sistemas de acceso de banda ancha (adquiridos por ADC Telecommunications )
• ADC Telecomunicaciones (negocio CMTS adquirido por BigBand Networks )
• BigBand Networks (abandonó el negocio de CMTS; el negocio restante fue adquirido posteriormente por ARRIS ).
• Cadant (Adquirida por ARRIS )
• Com21 ( negocio de CMTS adquirido por ARRIS )
• RiverDelta (Adquirida por Motorola)
• Terayon (Adquirida por Motorola)
• Pacific Broadband Communications (adquirida por Juniper Networks )
• Juniper Networks (Abandonó el negocio de CMTS)
• LanCity (Adquirida por BayNetworks )
• Motorola (adquirida por ARRIS)
• Daphne sa (Adquirida por Damery sa)
• Scientific Atlanta (adquirida por Cisco)