Market Entry Benchmark of Wired and Wireless Technologies with Projections

Source: M. Dècina, 2014, based on data by Bell Labs, G. Fettweis, and others

DSL Access

1Kbit/s

10Kbit/s

100Kbit/s

1Mbit/s

10Mbit/s

100Mbit/s

1Gbit/s

10Gbit/s

100Gbit/s

1Tbit/s

10Tbit/s

100Tbit/s

1Pbit/s

1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035

DSL AccessWLAN AccessCellular Access

Optical AccessOptical Backbone

560 Tbit/sCapacity Limit

1,300-1,620 nmBand

Optical Backbone

Optical Access

WLAN Access

Cellular Access

GPON

10GPON

WDM-PON

NG-PON2

GSMGPRS

3G- Edge

HSDPA

HSPA

LTE

LTE Advanced

LTE Beyond

ISDN

ADSL

ADSL2+VDSL2

Vectoring

802.11

802.11b

802.11ag802.11n

802.11ac/ad

Multimode

G.Fast5G

DEIB–Politecnico di Milano Maurizio Dècina, Wireless Technologies, Coalizione FWA, Roma, 12 Luglio, 2016 1

Network Function Virtualization

AAA

Application Server

DPI

HyperVisor

Virtual Network Functions

Appl. Server AAA DPI

ProprietaryHW & SW

Network-DC

Network-DC

Network-DC

OrchestrationPlatform

Off-The-Shelf HW& Open SW (but radio & optical interfaces)

Maurizio Dècina, Wireless Technologies, Coalizione FWA, Roma, 12 Luglio, 2016 2DEIB–Politecnico di Milano

Cloud Computing:Netork Virtualization

Cloud RAN Architecture: Fronthauling & Backhauling

DEIB–Politecnico di Milano Maurizio Dècina, Wireless Technologies, Coalizione FWA, Roma, 12 Luglio, 2016 3

Laye

r-3

Laye

r-2

Syn

c.

Bas

eban

d

Rad

io

RF

Am

p.

Legacy Base Stationbackhaul

Traditional Architecture

Remote site

CoaxCable

Distributed Architecture (partial centralization)

Distributed Architecture(full centralization)

CPRI (Common Public Radio Interface)

BaseB.

Radio

RF Amp.

BBU

backhaul

Remote site

RRH

Central Office

Fronthauling

(100m → 10 km)

CPRI

Laye

r-3

Laye

r-2

Syn

c.

Radio

RF Amp.

BBU

backhaul

Remote site

RRH

Central Office

Fronthauling(100m → 10 km)

CPRIEdge Computing:BTS Virtualization,Hetnets, …

5G Application Clusters

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Low Power Mission Critical IoT

IoT Communications Protocols

DEIB–Politecnico di Milano Maurizio Dècina, Wireless Technologies, Coalizione FWA, Roma, 12 Luglio, 2016 5

Source: A. Capone, Politecnico di Milano, 2016

LPWACellular like

Cellular eats IoT!

5G Network Slicing

DEIB–Politecnico di Milano Maurizio Dècina, Wireless Technologies, Coalizione FWA, Roma, 12 Luglio, 2016 6

Source: NGMN 5G White Paper, 2016

Market Entry Benchmark of Wired and Wireless Technologies with Projections

Source: M. Dècina, 2014, based on data by Bell Labs, G. Fettweis, and others

DSL Access

1Kbit/s

10Kbit/s

100Kbit/s

1Mbit/s

10Mbit/s

100Mbit/s

1Gbit/s

10Gbit/s

100Gbit/s

1Tbit/s

10Tbit/s

100Tbit/s

1Pbit/s

1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035

DSL AccessWLAN AccessCellular Access

Optical AccessOptical Backbone

560 Tbit/sCapacity Limit

1,300-1,620 nmBand

Optical Backbone

Optical Access

WLAN Access

Cellular Access

GPON

10GPON

WDM-PON

NG-PON2

GSMGPRS

3G- Edge

HSDPA

HSPA

LTE

LTE Advanced

LTE Beyond

ISDN

ADSL

ADSL2+VDSL2

Vectoring

802.11

802.11b

802.11ag802.11n

802.11ac/ad

Multimode

G.Fast

DEIB–Politecnico di Milano Maurizio Dècina, Wireless Technologies, Coalizione FWA, Roma, 12 Luglio, 2016 7

Il ruolo del FWA nelle aree C e D

DEIB–Politecnico di Milano Maurizio Dècina, Wireless Technologies, Coalizione FWA, Roma, 12 Luglio, 2016 8

• 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

30 Mbps

Aree C e D

100 Mbps, 5-10 km

≥ 30 Mbps, < 20 km

1:N M:1 (M>>N)

FWA BTSFTTC

Abilitare l’FWA per la banda ultralarga

DEIB–Politecnico di Milano Maurizio Dècina, Wireless Technologies, Coalizione FWA, Roma, 12 Luglio, 2016 9

• 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)

• 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

• Servizi a banda stretta

• Limitate garanzie di QoS

• Scarsa scalabilità della rete

• Servizi a banda larga

• Uso inefficiente dello spettro

• Scarsa scalabilità della rete

• Servizi a banda larga

• Uso efficientedello spettro

• Scarsa scalabilità della rete

• Servizi a banda ultra-larga

• Uso efficiente dello spettro

• Elevata scalabilità della rete

Spettro disponibile (MHz)Ef

fici

en

za s

pet

tral

e

in a

cces

so (

bp

s/M

Hz)

Ba

ssa

Elev

ata

Scarso Ampio

?!

Capacità delle soluzioni FWA

DEIB–Politecnico di Milano Maurizio Dècina, Wireless Technologies, Coalizione FWA, Roma, 12 Luglio, 2016 10

• Le soluzioni FWA punto-multipunto 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 carrieraggregation a 2 - 4 canali.

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020Se

ctor

cap

acit

y (M

bps)

20 MHz-channel capacity (Mbps) for real-world FWA networks(1)

LTE AS OF TODAY (7,5)

0,7 2,5 4,56,25

30

60

Spectralefficiency

FWA AS OF TODAY (WITHMASSIVEMIMO 14x14)

FWA by 2018(WITHMASSIVEMIMO 28x28)

7,5

1514131210-113GPP LTE release roadmap(2)

(at specification time)

FD-MIMO(16x16)

FD-MIMO(> 16x16)

(1) Dati su efficienza spettrale FWA. Cambium Networks(2) Fonte: Qualcomm

Spettro disponibile?

DEIB–Politecnico di Milano Maurizio Dècina, Wireless Technologies, Coalizione FWA, Roma, 12 Luglio, 2016 11

Più di un 1 GHz di banda, potenzialmente disponibile per applicazioni FWA di servizi BUL

Spettro (MHz) Ampiezza (MHz) Descrizione Note

2.300 - 2.400 100

• Banda LSA per antonomasia

• MiSE e FUB hanno avviato da tempo unasperimentazione, 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

• L’Italia avrebbe dovuto assegnare questa banda già dal 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 20153.700 – 3.800 100 • Banda non utilizzata

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

5.725 – 5.875 150

• Attualmente assegnata alla Difesa con scarse utilizzazioni

• Limitrofa alla banda a 5GHz non licenziata oggi utilizzata da FWA

• Da rendere disponibile alle applicazioni RLAN in modalità non licenziata

Servizi FWA wholesale nelle aree C e D

DEIB–Politecnico di Milano Maurizio Dècina, Wireless Technologies, Coalizione FWA, Roma, 12 Luglio, 2016 12

• Possibilità di coprire le case sparse senza costi aggiuntivi

• Servizi wholesale attivi con garanzia del servizio e possibilità di differenziazione tra operatori.

Punto neutro di consegna

Case sparse Case sparse

Case sparse

Punto neutro di consegna

Operatore 1Operatore 2Operatore 3

Operatore 1Operatore 2Operatore 3

BTS FWA

BTS FWABTS FWA