第一情报 ---信息产业

有线电视网络阵营对于5G固定接入/毫米波无线接入融合型网络的需求(一)

一、引言

目前,全球广播电视业界对于未来第五代移动通信系统的发展方向的关注度越来越高。

2015年9月17日~18日期间,移动通信国际标准组织3GPP在美国费城举行“RAN Workshop on 5G(第五代移动通信无线接入网络研讨会)”,其中,CableLabs(美国有线电视网络实验室。其成员单位主要包括美国、北美各有线电视网络运营商。目前,其成员单位也包括来自中国大陆、中国台湾、欧洲以及日本的有线电视网络企业/社团组织。比如中国的歌华(北京市有线电视网络)、华数(浙江省有线电视网络)与广东省有线电视网络等)作了题为“Convergent Broadband And Wireless Networks(《宽带与无线融合型网络》)”的报告。

目前,美国有线电视网络实验室正在从事基于毫米波频段的第五代移动通信大容量、高无线数据传输速率的无线接入网络的研究工作。而在“Convergent Broadband And Wireless Networks(《宽带与无线融合型网络》)”这份报告之中,美国有线电视网络实验室对相关的研究成果进行了详细介绍。

笔者仔细研究这份报告后发现,之中所提出的方案非常具有双向有线电视网络的特色(代表了有线电视网络阵营的利益与声音),而且,不再仅仅地局限于单纯的技术研究,而是更为深入地加入移动通信国际标准组织3GPP的5G(第五代移动通信)系统标准研发工作,提出相关建议。

鉴于其所具有的对于国内广播电视网络业界巨大参考价值以及启发意义,本文对这份研究报告进行详细介绍。

二、为应对移动数据流量的指数级增长态势,全球移动通信业界需研发全新的第五代移动通信无线接入网络技术

美国Cisco(思科)公司于2015年2月所发布的“Cisco Visual Networking Index: Global Mobile Data Traffic Forecast Update, 2014-2019(《思科虚拟网络指数:2014年~2019年全球移动数据流量预测更新》)”认为,到2020年,移动通信网络所承载的数据流量将会相对于2014年增长12.9倍左右。

而Ericsson(爱立信)公司于2015年6月所发布的“Mobility Report(《移动报告》)”中则指出,相关数值为7.8倍左右。

美国有线电视网络实验室则指出,其根据上述数据与一定的数学建模方法,所得出的结论为:2014年~2020年,全球移动通信网络所承载的数据流量将会增长约10倍(其中,产生移动流量的用户终端类型包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑以及M2M(机器到机器)通信终端)。

美国有线电视网络实验室还认为,现有移动通信无线接入网络技术及其后续演进将是无法满足移动网络数据流量呈指数级增长态势的相关网络能力需求的。为此,全球移动通信业界就需要研发并最终部署全新的、无需与现有技术及其后续演进版本进行后向兼容的第五代移动通信无线接入技术。

三、问题的解决:基于mmW(毫米波)频段的未来第五代移动通信无线接入网络及其三大特征与网络架构

上文通过相关分析指出,为应对移动数据流量的指数级增长态势,全球移动通信业界需研发全新的第五代移动通信无线接入网络技术。而美国有线电视网络实验室则认为,基于毫米波频段的未来第五代移动通信无线接入网络将具备解决上述问题的技术潜力。

为此,美国有线电视网络实验室认为,未来运行于毫米波频段的第五代移动通信无线接入网络应当要具备以下三大方面的特征:

(1)能够采取20 GHz~100 GHz频段之间的某一或某些部分的无线频谱资源作为物理工作频段,比如:27.5 GHz~29.5 GHz频段、37.0 GHz~40.0 GHz频段、71 GHz~76 GHz频段以及81 GHz~86 GHz频段等;

(2)应能提供超过1 Gbit/s的小区移动数据吞吐能力;

(3)对于每个小区,应能提供低于3毫秒的延迟/时延能力。

在此基础上,美国有线电视网络实验室还认为,基于毫米波频段的未来第五代移动通信无线接入网络如果要达到可提供超过10 Gbit/s的小区移动数据吞吐能力、具有极低端到端延迟能力的目标,就要采取固定宽带网络与无线网络相融合的方式,提供以用户为中心的移动宽带服务。这是由于,在未来,高/超高密集度部署的毫米波小基站网络需要得到大/超大容量的光纤回程网络的支撑。

图1即为固定/移动宽带融合型接入网络的示例,其中的网络末端采取毫米波频段进行无线接入组网(中心频率为28 GHz,总的物理带宽为2 GHz)。美国有线电视网络实验室认为,此种组网方式将有望最终代替目前发展得如火如荼的FTTH(Fibre to the Home,光纤到户)固定接入网络。

 

图1  美国有线电视网络实验室所提出的未来第五代移动通信毫米波无线接入网络固/移融合架构 

笔者注:图1所示解决方案的最大亮点在于,其完全基于双向有线电视网络架构来为末端的毫米波无线接入网络提供接入与回程支撑,可以减小双向有线电视网络运营商在接入段的有线基础设施投资及运维成本,且每个用户终端设备的无线接入速率可高达1 Gbit/s~ 2Gbit/s。

参考文献:

[1] 李远东. BBC:媒体与内容行业对5G的期望(一)[EB/OL]. http://www.istis.sh.cn/list/list.aspx?id=9082, 2015-09-17.

[2] 李远东. BBC对4G电视广播技术的应用与展望(9):未来演进方向[EB/OL]. http://www.istis.sh.cn/list/list.aspx?id=9311, 2015-10-26.

[3] 李远东. 面向移动视听终端的电视与视频内容分发(六):结论及五大发力方向[EB/OL]. http://www.istis.sh.cn/list/list.aspx?id=9440, 2015-10-30.

[4] 李远东. 美国有线电视网络实验室开始研究5G[EB/OL]. http://www.istis.sh.cn/list/list.aspx?id=8678, 2015-05-29.

[5] CableLabs. Convergent Broadband And Wireless Networks [EB/OL]. ftp://ftp.3gpp.org/workshop/2015-09-17_18_RAN_5G/Docs/RWS-150067.zip,  2015-11-01.

 

本文作者为上海情报服务平台兼职情报分析员


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