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Market Entry Benchmark of Wired and
Wireless Technologies with Projections
1Pbit/s
Multimode
Optical Backbone
100Tbit/s
10Tbit/s
560 Tbit/s
Capacity Limit
1,300-1,620 nm
Band
NG-PON2
1Tbit/s
10GPON
10Gbit/s
GPON
WLAN Access
1Gbit/s
802.11ag
100Mbit/s
10Mbit/s
802.11b
802.11
1Mbit/s
100Kbit/s
WDM-PON
Optical Access
100Gbit/s
802.11ac/ad
802.11n
Vectoring
VDSL2
ADSL2+
LTE Beyond
LTE Advanced
Optical Backbone
Optical Access
DSL Access
WLAN Access
Cellular Access
HSPA
Cellular Access
3G- Edge
ISDN
5G
LTE
HSDPA
ADSL
DSL Access
G.Fast
GPRS
10Kbit/s
GSM
1Kbit/s
1995
2000
2005
2010
2015
2020
2025
2030
2035
Source: M. Dècina, 2014, based on data by Bell Labs, G. Fettweis, and others
DEIB–Politecnico di Milano
Maurizio Dècina, Wireless Technologies, Coalizione FWA, Roma, 12 Luglio, 2016
1
Network Function Virtualization
Orchestration
Platform
Application
Server
AAA
DPI
Network-DC
Proprietary
HW & SW
Virtual Network
Functions
Cloud Computing:
Netork Virtualization
Appl.
Server
AAA DPI
Network-DC
Network-DC
HyperVisor
Off-The-Shelf HW
& Open SW
(but radio &
optical interfaces)
2
Cloud RAN Architecture: Fronthauling &
Backhauling
RF Amp.
Radio
BaseB.
Sync.
Fronthauling
(100m → 10 km)
backhaul
RF Amp.
BBU
Radio
Baseband
Sync.
Layer-2
Layer-3
Traditional Architecture
Layer-2
Layer-3
RRH
CPRI
Central Office
Coax
Cable
Distributed Architecture
(partial centralization)
Remote site
CPRI (Common Public Radio Interface)
backhaul
Legacy Base Station
RRH
Remote site
Edge Computing:
BTS Virtualization,
Hetnets, …
RF Amp.
Radio
Fronthauling
(100m → 10 km)
backhaul
BBU
Central Office
Distributed Architecture
(full centralization)
CPRI
Remote site
3
5G Application Clusters
Low Power
Mission Critical IoT
4
IoT Communications Protocols
Cellular eats IoT!
LPWA
Cellular like
Source: A. Capone, Politecnico di Milano, 2016
5
5G Network Slicing
Source: NGMN 5G White Paper, 2016
6
Market Entry Benchmark of Wired and
Wireless Technologies with Projections
1Pbit/s
Multimode
Optical Backbone
100Tbit/s
10Tbit/s
560 Tbit/s
Capacity Limit
1,300-1,620 nm
Band
NG-PON2
1Tbit/s
10GPON
10Gbit/s
GPON
WLAN Access
1Gbit/s
802.11ag
100Mbit/s
10Mbit/s
802.11b
802.11
1Mbit/s
100Kbit/s
WDM-PON
Optical Access
100Gbit/s
802.11ac/ad
802.11n
Vectoring
VDSL2
ADSL2+
LTE Advanced
Optical Backbone
Optical Access
DSL Access
WLAN Access
Cellular Access
HSPA
Cellular Access
3G- Edge
ISDN
LTE Beyond
LTE
HSDPA
ADSL
DSL Access
G.Fast
GPRS
10Kbit/s
GSM
1Kbit/s
1995
2000
2005
2010
2015
2020
2025
2030
2035
Source: M. Dècina, 2014, based on data by Bell Labs, G. Fettweis, and others
7
Il ruolo del FWA nelle aree C e D
• Nelle aree C e D, il 30 % e il 100% delle UI, rispettivamente, vanno coperte con tecnologia FTTN, e cioè con
tecnologia FTTC oppure FWA. Per FTTC potranno essere utilizzate le nuove tecnologie VDSL a 35 MHz e il vectoring
• Nelle aree C e D, FWA è una soluzione efficace perché fornisce 30+ Mbps là dove la rete in rame è troppo lunga o
carente
• Nelle aree C e D, FWA è una soluzione economica perché, a parità di popolazione coperta e connessa, richiede di
rilegare in fibra meno nodi di rete (le BTS FWA invece dei cabinet, M >>> N)
• Nelle aree C e D, c’è un elevato numero di UI disabitate. FWA permette di coprire il territorio evitando i costi di
"passare" anche le UI disabitate
• Nelle aree C e D, FWA permette di coprire le case sparse senza costi aggiuntivi
FTTC
FWA BTS
Aree C e D
100 Mbps, 5-10 km
30 Mbps
≥ 30 Mbps, < 20 km
1:N
M:1 (M>>N)
8
•
•
Lo spettro attualmente a disposizione del
mercato è ormai insufficiente per sostenere
la crescita delle soluzioni FWA
Senza l’allocazione di ulteriore spettro, gli
operatori possono implementare soluzioni
sempre più efficienti in termini di efficienza
spettrale, ma rimangono limitati in termini di
scalabilità della propria rete
Con uno spettro ampio e con soluzioni
efficienti si possono erogare servizi a banda
ultra larga anche con le tecnologie FWA
Elevata
•
Per le soluzioni FWA punto-multipunto le
caratteristiche principali che determinano le
performance erogate alla clientela sono lo
spettro in frequenza disponibile in accesso e
l’efficienza spettrale (bps/MHz)
Bassa
•
Efficienza spettrale
in accesso (bps/MHz)
Abilitare l’FWA per la banda ultralarga
• Servizi a
banda larga
• Uso efficiente
dello spettro
• Scarsa scalabilità
della rete
• Servizi a
banda stretta
!
• Servizi a
banda ultra-larga
• Uso efficiente
dello spettro
• Elevata scalabilità
della rete
?
• Servizi a
banda larga
• Limitate garanzie di
QoS
• Uso inefficiente
dello spettro
della rete
della rete
Scarso
Ampio
Spettro disponibile (MHz)
9
Capacità delle soluzioni FWA
•
•
Le soluzioni FWA puntomultipunto disponibili sul mercato
hanno un’efficienza spettrale che
può arrivare fino a 30 bps/Hz,
grazie all’applicazione del
paradigma del Massive User –
Multiple Input Multiple Output
(Massive MIMO)
Le soluzioni LTE mobili sono in
ritardo rispetto al FWA per ciò
che riguarda il MU-MIMO,
Per gli operatori mobili il
problema dell’efficienza spettrale
si pone con minore urgenza
tenuto conto dell’ampio spettro
già a loro disposizione e della
possibilità di fare carrier
aggregation a 2 - 4 canali.
1400
FWA by 2018
(WITH
MASSIVE
MIMO 28x28)
60
1200
Sector capacity (Mbps)
•
20 MHz-channel capacity (Mbps)
for real-world FWA networks(1)
1000
800
Spectral
efficiency
600
400
200
FWA AS OF
TODAY (WITH
MASSIVE
MIMO 14x14)
30
6,25
2,5
0,7
0
2004
2006
2008
4,5
LTE AS OF
TODAY (7,5)
2010
3GPP LTE release roadmap(2)
(at specification time)
(1)
7,5
2012
2014
10-11
12
Dati su efficienza spettrale FWA. Cambium Networks
(2) Fonte: Qualcomm
2016
13
14
FD-MIMO
(16x16)
2018
2020
15
FD-MIMO
(> 16x16)
10
Spettro disponibile?
Spettro (MHz)
Più di un 1 GHz di banda, potenzialmente
disponibile per applicazioni FWA di servizi BUL
Ampiezza (MHz)
Descrizione
Note
2.300 - 2.400
100
• Banda LSA per antonomasia
• MiSE e FUB hanno avviato da tempo una
sperimentazione, al momento focalizzata solo su
sharing backhauling radio vs. accesso
• Occorre allargare sperimentazione e possibilità
di utilizzo a FWA
3.400 – 3.600
200
• Allocata a pochi operatori
• Scarsamente utilizzata nelle aree C/D
• Occorre garantire l’utilizzo efficiente
3.600 – 3.700
100
• Banda utilizzata solo da < 200 ponti radio su
tutto il territorio nazionale
3.700 – 3.800
100
• Banda non utilizzata
• L’Italia avrebbe dovuto assegnare questa banda già d
al 2012 (procedura di pilot in sospeso)
• Banda funzionale per la Strategia Italiana BUL (come
riconosciuto da PCM e AGCom)
• AGCom ha pubblicato linee guida a dicembre 2015
3.800 – 4.200
200
• Ex banda accoppiata in FDD a 3.6-3.8GHz
• Risulta inutilizzata
• Occorre avviare le procedure per la messa a
disposizione del mercato
5.470 – 5.725
255
• Banda non licenziata dedicata a RLAN
• Condivisa tra tutti gli operatori FWA
• Spettro ormai insufficiente per far
fronte alla crescita della clientela
150
• Attualmente assegnata alla Difesa con scarse
utilizzazioni
• Limitrofa alla banda a 5GHz non licenziata oggi utiliz
zata da FWA
• Da rendere disponibile alle
applicazioni RLAN in modalità non licenziata
5.725 – 5.875
11
Servizi FWA wholesale nelle aree C e D
•
Possibilità di coprire le case sparse senza costi aggiuntivi
•
Servizi wholesale attivi con garanzia del servizio e possibilità di differenziazione tra operatori.
BTS FWA
Case sparse
Punto neutro
di consegna
Punto neutro
di consegna
Operatore 1
Operatore 2
Operatore 3
Operatore 1
Operatore 2
Operatore 3
BTS FWA
BTS FWA
Case sparse
Case sparse
12

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