Market Entry Benchmark of Wired and Wireless Technologies with Projections

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1 1Pbit/s 100Tbit/s 10Tbit/s 1Tbit/s 100Gbit/s 10Gbit/s 1Gbit/s 100Mbit/s 10Mbit/s 1Mbit/s 100Kbit/s 10Kbit/s 1Kbit/s Market Entry Benchmark of Wired and Wireless Technologies with Projections b ISDN GSM WLAN Access ADSL GPRS ag Optical Backbone n ADSL2+ VDSL2 HSDPA 3G- Edge Optical Access GPON Vectoring 10GPON ac/ad HSPA Multimode DSL Access LTE WDM-PON Cellular Access LTE Advanced NG-PON2 LTE Beyond 560 Tbit/s Capacity Limit 1,300-1,620 nm Band Optical Backbone Optical Access DSL Access WLAN Access Cellular Access G.Fast 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, G

2 Network Function Virtualization Orchestration Platform Application Server AAA DPI Network-DC Cloud Computing: Netork Virtualization Proprietary HW & SW Virtual Network Functions Appl. Server AAA DPI HyperVisor Network-DC Network-DC Off-The-Shelf HW & Open SW (but radio & optical interfaces) DEIB Politecnico di Milano Maurizio Dècina, Wireless Technologies, Coalizione FWA, Roma, 12 Luglio,

3 Layer-3 Layer-2 Sync. Baseband Radio RF Amp. Layer-3 Layer-2 Sync. Cloud RAN Architecture: Fronthauling & Backhauling Traditional Architecture backhaul BBU Fronthauling (100m 10 km) CPRI RRH RF Amp. Radio BaseB. Distributed Architecture (partial centralization) Coax Cable Central Office Remote site CPRI (Common Public Radio Interface) backhaul Legacy Base Station Edge Computing: BTS Virtualization, Hetnets, Remote site backhaul BBU Central Office RRH Fronthauling (100m 10 km) CPRI RF Amp. Radio Remote site Distributed Architecture (full centralization) DEIB Politecnico di Milano Maurizio Dècina, Wireless Technologies, Coalizione FWA, Roma, 12 Luglio,

4 5G Application Clusters Low Power Mission Critical IoT DEIB Politecnico di Milano Maurizio Dècina, Wireless Technologies, Coalizione FWA, Roma, 12 Luglio,

5 IoT Communications Protocols Cellular eats IoT! LPWA Cellular like Source: A. Capone, Politecnico di Milano, 2016 DEIB Politecnico di Milano Maurizio Dècina, Wireless Technologies, Coalizione FWA, Roma, 12 Luglio,

6 5G Network Slicing Source: NGMN 5G White Paper, 2016 DEIB Politecnico di Milano Maurizio Dècina, Wireless Technologies, Coalizione FWA, Roma, 12 Luglio,

7 1Pbit/s 100Tbit/s 10Tbit/s 1Tbit/s 100Gbit/s 10Gbit/s 1Gbit/s 100Mbit/s 10Mbit/s 1Mbit/s 100Kbit/s 10Kbit/s 1Kbit/s Market Entry Benchmark of Wired and Wireless Technologies with Projections b ISDN GSM WLAN Access ADSL GPRS ag Optical Backbone n ADSL2+ VDSL2 HSDPA 3G- Edge Optical Access GPON Vectoring 10GPON ac/ad HSPA Multimode DSL Access LTE WDM-PON Cellular Access LTE Advanced NG-PON2 LTE Beyond 560 Tbit/s Capacity Limit 1,300-1,620 nm Band Optical Backbone Optical Access DSL Access WLAN Access Cellular Access G.Fast 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,

8 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 Aree C e D FWA BTS 30 Mbps 100 Mbps, 5-10 km 30 Mbps, < 20 km 1:N M:1 (M>>N) DEIB Politecnico di Milano Maurizio Dècina, Wireless Technologies, Coalizione FWA, Roma, 12 Luglio,

9 Efficienza spettrale in accesso (bps/mhz) Abilitare l FWA per la banda ultralarga 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 Bassa Elevata Servizi a banda larga Uso efficiente dello spettro Scarsa scalabilità della rete Servizi a banda stretta Limitate garanzie di QoS Scarsa scalabilità della rete Scarso!? Servizi a banda ultra-larga Uso efficiente dello spettro Elevata scalabilità della rete Servizi a banda larga Uso inefficiente dello spettro Scarsa scalabilità della rete Ampio Spettro disponibile (MHz) DEIB Politecnico di Milano Maurizio Dècina, Wireless Technologies, Coalizione FWA, Roma, 12 Luglio,

10 Sector capacity (Mbps) 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 MHz-channel capacity (Mbps) for real-world FWA networks (1) Spectral efficiency 0,7 2,5 4,5 LTE AS OF TODAY (7,5) GPP LTE release roadmap (2) (at specification time) DEIB Politecnico di Milano Maurizio Dècina, Wireless Technologies, Coalizione FWA, Roma, 12 Luglio, , (1) Dati su efficienza spettrale FWA. Cambium Networks (2) Fonte: Qualcomm , FD-MIMO (16x16) FWA by 2018 (WITH MASSIVE MIMO 28x28) FWA AS OF TODAY (WITH MASSIVE MIMO 14x14) 15 FD-MIMO (> 16x16)

11 Spettro disponibile? Più di un 1 GHz di banda, potenzialmente disponibile per applicazioni FWA di servizi BUL Spettro (MHz) Ampiezza (MHz) Descrizione Note Banda LSA per antonomasia MiSE e FUB hanno avviato da tempo una sperimentazione, al momento focalizzata solo su sharing backhauling radio vs. accesso Allocata a pochi operatori Scarsamente utilizzata nelle aree C/D Occorre allargare sperimentazione e possibilità di utilizzo a FWA Occorre garantire l utilizzo efficiente Banda non utilizzata Banda utilizzata solo da < 200 ponti radio su tutto il territorio nazionale 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 Ex banda accoppiata in FDD a GHz Risulta inutilizzata Banda non licenziata dedicata a RLAN Condivisa tra tutti gli operatori FWA Attualmente assegnata alla Difesa con scarse utilizzazioni Limitrofa alla banda a 5GHz non licenziata oggi utiliz zata da FWA Occorre avviare le procedure per la messa a disposizione del mercato Spettro ormai insufficiente per far fronte alla crescita della clientela Da rendere disponibile alle applicazioni RLAN in modalità non licenziata DEIB Politecnico di Milano Maurizio Dècina, Wireless Technologies, Coalizione FWA, Roma, 12 Luglio,

12 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 Operatore 1 Operatore 2 Operatore 3 Punto neutro di consegna Punto neutro di consegna Operatore 1 Operatore 2 Operatore 3 BTS FWA BTS FWA Case sparse Case sparse DEIB Politecnico di Milano Maurizio Dècina, Wireless Technologies, Coalizione FWA, Roma, 12 Luglio,