Cisco IOS RPD 1.1 用 Cisco リモート PHY デバイス ソフトウェア設定ガイド

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Cisco IOS RPD 1.1 用 Cisco リモート PHY デバイス ソフトウェア設定ガイド

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はじめに

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2017年12月4日

章のタイトル： はじめに

はじめに

トリプルプレイ サービスへの市場進化に伴い、新興市場のケーブル事業者は、経済的で将来性を考えたアクセス テクノロジーとして、デジタル光ファイバベースの標準化されたソリューションを求めています。その要求の多くは、インターネット接続、ビデオ、音声サービスのために、より多くのパケットを転送する必要性から生じています。

Data Over Cable Systems Interface Standard（DOCSIS®）は、ブロードバンド ケーブル サービスのための標準化技術であり、システム プロバイダー間の相互運用性に優れています。また、堅牢な Quality of Service（QoS）手段も備えており、ネットワークの輻輳が発生した際にもパケットの転送が保証されます。従来より、DOCSIS は、リニア光ファイバ（または HFC）上で使用されており、デジタル光ファイバ上での使用については考慮されていません。シスコは、リモート PHY と呼ぶ新しいアクセス テクノロジーを導入することで、このギャップを埋めました。

既存のアーキテクチャ

新興市場において、ほとんどのトリプルプレイユーザはマルチテナントの建物（Multi Dwelling Unit（MDU）と呼びます）に住んでおり、建物あたりの住人の数は通常多くても 500 人程度です。MDU では、ユーザとの「最後の 100 m」をつなぐネットワーク テクノロジーと、光ファイバを使ってサービスが提供されます。これらのテクノロジーには、光ファイバ、ツイスト ペア、イーサネット、同軸などがあります。ケーブル事業者は、建物内のケーブルにアクセスでき、このケーブルを使用してサービスを提供します。ケーブル上で双方向のサービスを実現するために、いくつかのテクノロジーがあります。これには、専用の方法やベンダー固有の方法が多数含まれています。しかし、一般にはケーブルを利用するための各種の標準規格に準拠したアプローチが事業者に好まれます。それは、ベンダーの相互運用性が確保されるからです。

Cisco リモート PHY ソリューションの必要性

DOCSIS と EuroDOCSIS は、ケーブル ネットワーク上での双方向通信を定義する規格です。DOCSIS は、トリプルプレイ ネットワークでの輻輳時に音声サービスを保証するために必要な Quality of Service（QoS）を提供します。DOCSIS は、音声、ビデオ、IP ビデオ サービスのための、堅牢で成熟したテクノロジーです。

Cisco リモート PHY ソリューションは、Ethernet PON（EPON）、ギガビット対応のパッシブ光ネットワーク（GPON）、メトロ イーサネット（MetroE）装置などの既存の IP テクノロジーを活用し、デジタル ファイバを使った MDU 内に DOCSIS を導入して、ケーブル上の双方向サービスを実現します。

Cisco リモート PHY デバイスのハードウェア互換性マトリックス


（注）  

Cisco リモート PHY デバイスのあるリリースで導入されたハードウェア コンポーネントは、特に明記しない限り、それ以降のすべてのリリースでもサポートされます。

表 1 Cisco リモート PHY デバイスのハードウェア互換性マトリックス

Cisco HFC プラットフォーム

リモート PHY デバイス

Cisco GS7000 ノード

Cisco RPD IOS 1.1 以降のリリース

シスコ リモート PHY デバイス 1x2

  • PID—RPD-1X2=

利点

Cisco リモート PHY ソリューションは、コスト効率の高いデジタル光ファイバベースの DOCSIS ソリューションを提供します。このソリューションでは、Ethernet PON（EPON）、ギガビット対応のパッシブ光ネットワーク（GPON）、メトロ イーサネット（MetroE）を、Cisco CMTS と CM の間の伝送ネットワークとして使用します。PON テクノロジーと DOCSIS の両方を同じネットワークで使用することができます。

  • コストがかかる HFC への変換と比べて、シンプルで低コストの PON 伝送。

  • 設備投資と運用コストを含む投資コストを削減。

  • 低コストながら非常に安定性の高い Cisco GS7000 ノード（PHY レイヤのみが含まれる）。

  • CMTS ハードウェアの複雑さを低減。

  • Converged Interconnect Network（CIN）ネットワークに対する制約がない。

  • 将来性を考えたアーキテクチャ。ハードウェアと制御機能が異なるレイヤにあるため、移行が容易。

  • DOCSIS によりエンドツーエンドの QoS を保証。

  • すべての DOCSIS サービスのサポート。

  • 既存の DOCSIS ネットワーク プロビジョニング システムのサポート。

  • 高いアクセス帯域幅。

  • ディープ ファイバを使用して、SNR への光ノイズ寄与分を除去。その結果、リモート QAM モジュレータは、センター型の QAM モジュレータと比べて高次の変調で動作。

R-PHY の Cisco CCAP RF ライン カード

リモート PHY アーキテクチャの Cisco CCAP RF ライン カードには、次の 2 種類があります。

  • CBR-LC-8D31-16U30：このダウンストリームおよびアップストリーム PHY モジュールを搭載した RF ライン カードは、card cBR-CCAP-LC-40G r-phy コマンドを使用して設定することにより、Cisco GS7000 ノードに接続できます。

  • CBR-CCAP-LC-40G-R：このダウンストリームおよびアップストリーム PHY モジュールを搭載していない RF ライン カードは、Cisco GS7000 ノードに接続できます。

Cisco デジタル物理インターフェイス カード

Cisco デジタル物理インターフェイス カード（DPIC）は、光ファイバ/同軸ハイブリッド（HFC）システム上で、サブスクライバとヘッドエンドの間で RF 信号を送受信し、DOCSIS に準拠しています。このインターフェイス カードは、Cisco cBR ルータ専用に設計されており、統合 CMTS（I-CMTS）アーキテクチャに準拠しています。PID は cBR-DPIC-8X10G です。

DPIC は CMTS に取り付けられ、EPON、GPON、またはメトロ イーサネットを介して Cisco GS7000 ノードに接続されます。これは、ダウンストリームとアップストリームの両方のトラフィックをサポートします。ダウンストリーム トラフィックとアップストリーム トラフィックは同じポートを共有します。

表 2 DPIC の物理仕様

単位

寸法

幅

10.96 インチ（27.8cm）

高さ

1.43 インチ（3.6cm）

奥行

ハンドル付きで 7.32 インチ（18.6 cm）

重量

2.943 ポンド（1.335 kg）

DPIC のサポート：

  • 8 個の 10 ギガビット イーサネット SFP+ インターフェイス

  • 40+40 保護スキームの 80 ギガビット ノンブロッキング スイッチング アーキテクチャ

  • Cisco CBR-CCAP-LC-40G-R ライン カードに接続した場合、40 ギガビット DOCSIS トラフィック帯域幅

  • Cisco SFP-10G-SR-S/Cisco SFP-10G-LR-S/Cisco SFP-10G-ZR-S/Cisco SFP-10G-ER-S 光モジュール

  • MACSec および 1588 TC

Cisco DPIC の前面プレートには次のものがあります。

  • 光ケーブル クリップ：光ケーブルの配線と管理を支援します。

  • 8 x SFP+ ポート：Cisco RPD への DOCSIS トラフィックの 8 x 10 GE レーンとして使用されます。

  • 10 GE リンク ステータス LED：10 GE リンクのステータスを示します。

  • ステータス LED：Cisco DPIC のステータスを示します。

  • LED の交換：Cisco DPIC を交換する必要があることを示します。

オンボード障害ロギング

オンボード障害ロギング（OBFL）機能を使用すると、ルート プロセッサ（RP）やライン カードなどの現場交換可能ユニット（FRU）の不揮発性メモリに、重要な障害情報を保存して収集することが可能です。OBFL を通じて保存されたデータは、RP またはライン カードの Return Material Authorization（RMA）時に、修理および障害分析サイトで、フィールド障害を認識し、デバッグをするのに役立ちます。OBFL は、動作温度、電圧、ハードウェアの稼働時間など、ハードウェア障害時の診断に役立つ重要なイベントを記録します。

この機能の詳細については、『オンボード障害ロギング』[英語] を参照してください。


（注）  

『オンボード障害ロギング』[英語] に記載されている出力例は、Cisco CMTS ルータごとに若干異なる可能性があります。

Cisco リモート PHY デバイス

Cisco リモート PHY デバイス（RPD）は、Cisco GS7000 ノードにあります。以下にその機能の一部を示します。

  • フル スペクトルの DOCSIS 3.0 サポート

  • フル スペクトルの DOCSIS 3.1 サポート

  • コンバージド ブロードキャスト、narrowcast、VOD ビデオのサポート

  • アウト オブ バンド（OOB）シグナリングのサポート

  • デュアル 10GBE SFP/SFP+ バックホール接続

  • デイジー チェーン アーキテクチャ トポロジのサポート

  • CCAP のサポート

  • 光オーバーレイ アーキテクチャのサポート

図 1. Cisco RPD

ネットワーク アーキテクチャ

Cisco リモート PHY ソリューションは、単一コントローラ共有アーキテクチャをサポートしています。このアーキテクチャでは、複数の Cisco GS7000 設備が、cisco cBR シャーシ内の Cisco RF ライン カードのダウンストリームおよびアップストリーム チャネルを共有します。

図 2. 単一コントローラ共有アーキテクチャ

ネットワーク トポロジ

Cisco リモート PHY ソリューションでサポートされるトポロジには、次のものがあります。

  • イーサネット ベースのネットワーキング

  • PON

図 3. 標準的導入

図 4. パス冗長性の導入

図 5. デイジー チェーンの導入

図 6. 冗長呼出音の導入

Cisco リモート PHY デバイスのハードウェア互換性マトリックス


（注）  

Cisco リモート PHY デバイスのあるリリースで導入されたハードウェア コンポーネントは、特に明記しない限り、それ以降のすべてのリリースでもサポートされます。

表 3 Cisco リモート PHY デバイスのハードウェア互換性マトリックス

Cisco HFC プラットフォーム

リモート PHY デバイス

Cisco GS7000 ノード

Cisco RPD IOS 1.1 以降のリリース

シスコ リモート PHY デバイス 1x2

  • PID—RPD-1X2=

利点

Cisco リモート PHY ソリューションは、コスト効率の高いデジタル光ファイバベースの DOCSIS ソリューションを提供します。このソリューションでは、Ethernet PON（EPON）、ギガビット対応のパッシブ光ネットワーク（GPON）、メトロ イーサネット（MetroE）を、Cisco CMTS と CM の間の伝送ネットワークとして使用します。PON テクノロジーと DOCSIS の両方を同じネットワークで使用することができます。

  • コストがかかる HFC への変換と比べて、シンプルで低コストの PON 伝送。

  • 設備投資と運用コストを含む投資コストを削減。

  • 低コストながら非常に安定性の高い Cisco GS7000 ノード（PHY レイヤのみが含まれる）。

  • CMTS ハードウェアの複雑さを低減。

  • Converged Interconnect Network（CIN）ネットワークに対する制約がない。

  • 将来性を考えたアーキテクチャ。ハードウェアと制御機能が異なるレイヤにあるため、移行が容易。

  • DOCSIS によりエンドツーエンドの QoS を保証。

  • すべての DOCSIS サービスのサポート。

  • 既存の DOCSIS ネットワーク プロビジョニング システムのサポート。

  • 高いアクセス帯域幅。

  • ディープ ファイバを使用して、SNR への光ノイズ寄与分を除去。その結果、リモート QAM モジュレータは、センター型の QAM モジュレータと比べて高次の変調で動作。

R-PHY の Cisco CCAP RF ライン カード

リモート PHY アーキテクチャの Cisco CCAP RF ライン カードには、次の 2 種類があります。

  • CBR-LC-8D31-16U30：このダウンストリームおよびアップストリーム PHY モジュールを搭載した RF ライン カードは、card cBR-CCAP-LC-40G r-phy コマンドを使用して設定することにより、Cisco GS7000 ノードに接続できます。

  • CBR-CCAP-LC-40G-R：このダウンストリームおよびアップストリーム PHY モジュールを搭載していない RF ライン カードは、Cisco GS7000 ノードに接続できます。

Cisco デジタル物理インターフェイス カード

Cisco デジタル物理インターフェイス カード（DPIC）は、光ファイバ/同軸ハイブリッド（HFC）システム上で、サブスクライバとヘッドエンドの間で RF 信号を送受信し、DOCSIS に準拠しています。このインターフェイス カードは、Cisco cBR ルータ専用に設計されており、統合 CMTS（I-CMTS）アーキテクチャに準拠しています。PID は cBR-DPIC-8X10G です。

DPIC は CMTS に取り付けられ、EPON、GPON、またはメトロ イーサネットを介して Cisco GS7000 ノードに接続されます。これは、ダウンストリームとアップストリームの両方のトラフィックをサポートします。ダウンストリーム トラフィックとアップストリーム トラフィックは同じポートを共有します。

表 4 DPIC の物理仕様

単位

寸法

幅

10.96 インチ（27.8cm）

高さ

1.43 インチ（3.6cm）

奥行

ハンドル付きで 7.32 インチ（18.6 cm）

重量

2.943 ポンド（1.335 kg）

DPIC のサポート：

  • 8 個の 10 ギガビット イーサネット SFP+ インターフェイス

  • 40+40 保護スキームの 80 ギガビット ノンブロッキング スイッチング アーキテクチャ

  • Cisco CBR-CCAP-LC-40G-R ライン カードに接続した場合、40 ギガビット DOCSIS トラフィック帯域幅

  • Cisco SFP-10G-SR-S/Cisco SFP-10G-LR-S/Cisco SFP-10G-ZR-S/Cisco SFP-10G-ER-S 光モジュール

  • MACSec および 1588 TC

Cisco DPIC の前面プレートには次のものがあります。

  • 光ケーブル クリップ：光ケーブルの配線と管理を支援します。

  • 8 x SFP+ ポート：Cisco RPD への DOCSIS トラフィックの 8 x 10 GE レーンとして使用されます。

  • 10 GE リンク ステータス LED：10 GE リンクのステータスを示します。

  • ステータス LED：Cisco DPIC のステータスを示します。

  • LED の交換：Cisco DPIC を交換する必要があることを示します。

オンボード障害ロギング

オンボード障害ロギング（OBFL）機能を使用すると、ルート プロセッサ（RP）やライン カードなどの現場交換可能ユニット（FRU）の不揮発性メモリに、重要な障害情報を保存して収集することが可能です。OBFL を通じて保存されたデータは、RP またはライン カードの Return Material Authorization（RMA）時に、修理および障害分析サイトで、フィールド障害を認識し、デバッグをするのに役立ちます。OBFL は、動作温度、電圧、ハードウェアの稼働時間など、ハードウェア障害時の診断に役立つ重要なイベントを記録します。

この機能の詳細については、『オンボード障害ロギング』[英語] を参照してください。


（注）  

『オンボード障害ロギング』[英語] に記載されている出力例は、Cisco CMTS ルータごとに若干異なる可能性があります。

Cisco リモート PHY デバイス

Cisco リモート PHY デバイス（RPD）は、Cisco GS7000 ノードにあります。以下にその機能の一部を示します。

  • フル スペクトルの DOCSIS 3.0 サポート

  • フル スペクトルの DOCSIS 3.1 サポート

  • コンバージド ブロードキャスト、narrowcast、VOD ビデオのサポート

  • アウト オブ バンド（OOB）シグナリングのサポート

  • デュアル 10GBE SFP/SFP+ バックホール接続

  • デイジー チェーン アーキテクチャ トポロジのサポート

  • CCAP のサポート

  • 光オーバーレイ アーキテクチャのサポート

図 7. Cisco RPD

ネットワーク アーキテクチャ

Cisco リモート PHY ソリューションは、単一コントローラ共有アーキテクチャをサポートしています。このアーキテクチャでは、複数の Cisco GS7000 設備が、cisco cBR シャーシ内の Cisco RF ライン カードのダウンストリームおよびアップストリーム チャネルを共有します。

図 8. 単一コントローラ共有アーキテクチャ

ネットワーク トポロジ

Cisco リモート PHY ソリューションでサポートされるトポロジには、次のものがあります。

  • イーサネット ベースのネットワーキング

  • PON

図 9. 標準的導入

図 10. パス冗長性の導入

図 11. デイジー チェーンの導入

図 12. 冗長呼出音の導入

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