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(二)

一、相关网络应该要以用户为中心
 
美国有线电视网络实验室认为,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/移融合架构应采取完全以用户为中心的设计理念(以多种无线网络为一个用户提供服务,提高服务体验质量,如图1所示)。技术实现上,具体考虑以下五大方面:
 
(1)M2M(机器到机器)通信流量的不断增长驱动着对于移动通信无线接入网络数据吞吐量能力需求的日益提高;
 
(2)未来将会逐渐兴起这样一种组网模式:固定宽带网络、移动宽带网络以及个人域网络进行较高程度的相互融合;
 
(3)NG-PON 2(下一代无源光网络国际标准第二版)所定义的系统速率目标为 40 Gbit/s,越来越靠近100 Gbit/s的大关;
 
(4)PAN(Personal Area Networks,个人域网络,个域网络)的发展演进趋势为:具备更高的无线数据传输速率、具有更大的无线网络覆盖范围;
 
(5)国际上,Wi-Fi联盟正在寻求增大下一代Wi-Fi网络的无线数据吞吐能力以及组网方面的灵活性。
 


图1  以用户为中心的未来无线网络设计理念


 
二、固定接入/毫米波无线接入融合型网络所应具备的能力
 
美国有线电视网络实验室经过相关计算与仿真所得出的结论为:基于毫米波频段的大物理带宽(比如:总频宽超过4 GHz)进行高/超高密集度小基站组网,所需的移动回程能力将会超过40 Gbit/s。相关需求可以通过固定接入/毫米波无线接入融合型网络来满足。主要包括以下四大方面的能力述求:
 
(1)要能使得终端用户在家中、办公室以及室外公共区域进行“无缝”漫游,并同时保持对于超低延迟/时延(低于3毫秒)、超高无线接入速率(高于1 Gbit/s)的服务体验的持续性/一致性;
 
(2)宽带网络应该要能获得跨越未来高/超高密集度毫米波小基站的移动性支持,并可潜在地对宏小区接入进行共享;
 
(3)无线网络应能通过接入到具备超低延迟/时延(低于3毫秒)、超高数据容量(高于100 Gbit/s)能力的PON(无源光网络),以获得数据接入以及移动回程,同时,向下连接普通住宅用户;
 
(4)于0 GHz~100 GHz频段(包括射频与有线电缆)之间聚合总数值超过30个的射频载波将成为可能。
 
具体的组网模式示例如图2所示。
 


图2


 
其中的核心技术实现主要为:
 
(1)分布式的光纤电缆核心网络与分布式的无线核心网络共享使用移动通信核心网络;
 
(2)分布式的光纤电缆核心网络为普通住宅用户提供Wi-Fi网络以及毫米波无线接入网络的基于PON(无源光网络)的移动回程能力(总的数据容量应超过10 Gbit/s);
 
(3)分布式的光纤电缆核心网络为于城市热点区域所部属的高/超高密集度毫米波无线接入网络(中心频率高于20 GHz、总频宽高于2 GHz)提供基于无源光网络的移动回程能力(总的数据容量应超过40 Gbit/s);
 
(4)分布式的无线核心网络为宏小区(中心频率低于5 GHz,总频宽小于200 MHz)提供无线移动回程能力(总的数据容量为1 Gbit/s);
 
(5)考虑到上述需求,面向共享型移动通信核心网络的移动回程能力应 达到100 Gbit/s;
 
(6)对于面向普通住宅以及公共区域(城市热点)的无线网络覆盖,漫游能力方面,应能保持用户所主观体验到的数据传输速率超过1 Gbit/s的一致性。
 
三、上述组网模式之中,相关的内部访问技术
 
1)上述组网模式中的五大核心模块
 
(1)无线核心网络——主要由归属地管理服务器、移动性管理模块、分数网络接口以及策略控制模块所组成;
 
(2)共享型核心网络能力模块——主要由移动性管理模块、业务接口、流与连接管理模块以及策略控制模块所组成;
 
(3)光纤数据中心——主要由归属地管理服务器以及分数网络接口所组成;
 
(4)宏小区覆盖——中心频率低于5 GHz,总频宽小于200 MHz;
 
(5)高/超高密集度毫米波小基站网络——中心频率高于20 GHz、总频宽高于2 GHz。
 
2)各核心模块之间的内部连接情况
 
美国有线电视网络实验室认为,应该基于分布式的部署架构,于固定宽带接入网络以及移动宽带接入网络之间的优化型移动通信核心网络部署IAT(Inter Access Technology,内部访问技术)。具体技术实现包括:
 
(1)无线核心网络与共享型核心网络能力模块之间,采取数据容量为100 Gbit/s的无源光网络PON进行相互连接;
 
(2)光纤数据中心与共享型核心网络能力模块之间,采取数据容量为100 Gbit/s的无源光网络PON进行相互连接;
 
(3)宏小区覆盖型网络与共享型核心网络能力模块之间,采取数据容量为1000 Mbit/s、延迟/时延为10毫秒的以太网进行相互连接;
 
(4)高/超高密集度毫米波小基站网络与光纤数据中心之间,采取数据容量为40 Gbit/s的无源光网络PON进行相互连接。
 
3)共享型核心网络能力模块所应支持的相关能力
 
为了最终实现正常的内部互联,美国有线电视网络实验室认为,共享型核心网络能力模块应将能支持:
 
(1)数据容量超过40 Gbit/s、延迟/时延低于3毫秒的移动回程能力;
 
(2)共享接入或者单独接入宏小区覆盖网络以及高/超高密集度毫米波小基站网络;
 
(3)跨越各个融合型网络的移动性管理能力以及移动漫游能力;
 
(4)载波聚合接入能力。
 
 

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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