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1
Mérouane Debbah
Mathematical and Algorithmic Sciences Lab, Huawei,
France
July 6th, 2017
Paving the Way towards 5G
HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Proprietary - Restricted Distribution Page 1
Useful Clarifications: IMT 2020 or « 5G »
IMT 2020 is the actual effort to define next generation cellular
technology.
What is means in practice is that, when the discussion starts, 3GPP will
import the relevant IMT 2020 requirements and add its own requirements
on top of that.
“5G” will remain a marketing term that companies will use (like it was
the case for “4G”)
HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Proprietary - Restricted Distribution Page 2
HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Proprietary - Restricted Distribution Page 3
HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Proprietary - Restricted Distribution Page 4
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HUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd. HUAWEI Confidential
Copper Access: History and Future Trend:
Continuous Innovations Keep Exploring the Potential of Copper
FTTdp CO
ADSL2 G.992.3/4
ADSL2+ G.992.5
400m 1.5Km 3Km 800m
1M
50M
20M
6M
ADSL G.992.1/2
VDSL2 G.993.2
50-100M Vectoring G.993.5
1999
2002
2003
2004-2011
2015
- 2017
200M-1G
6Km
2012
G.fast
Bandwidth
VDSL3 100-300M
FTTC/B
• Bandwidth:100-300Mbps
• Distance300-1200m
• Scenario: FTTC
• Available:2016-2017
Vectoring
• Bandwidth:50100 Mbps
• Distance:300-800m
• Scenario: FTTC
• Mature
VDSL2
• Bandwidth:30-50Mbps
• Distance:~1000m
• Scenario: FTTC
• Mature
VDSL3 G.fast
• Bandwidth:200M-1Gbps
• Distance:<400m
• Scenario: FTTB/D/dp
• Available: 2015-2016
NGBB 1G-NG
<100m
FTTD
NGBB
• Bandwidth:1-NGbps
• Distance:<100m
• Scenario: FTTD/F
• Multi-pair MIMO?
• Available: 2020-
2020-
Loop
Length
1G
100M
10M
1M
10G
Year
HUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd. HUAWEI Confidential
40G
Optical Access Trend
Much more flexible OAN will be the Future trend. New technologies such as DSP, SDN and NFV will be involved.
622M
>=80G
With bandwidth up to 10-40G, how to leverage the huge bandwidth to provide diversified value-added and services using a uniform optical access network for operators to generate more revenue become more important.
Yr
Bandwidth
A/BPON
GPON
XG-PON
2002 2005 2009
EPON
10G EPON
2010
Part1: TWDM-PON
2012 2014 2016 2017
Part 2: PtP WDM-PON (AWG or Splitter based)
NGPON3??
DSP, SDN and NFV enabled,
full Services.
Huawei: SD FlexPON
1G
10G
NGPON2
NGEPON
HUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd. HUAWEI Confidential
Cable Access Network Trend
Current Cable (1Gbps):
Spectrum: 5~860MHz;
Network: Analog optical fiber,
N+5 Coax, 500~1000HHP;
Technology: D2.0/D3.0,
Channel bonding (32DS+8US);
Architecture: I-CCAP, Integrate
video and DOCSIS data.
NG Cable (10Gbps):
Spectrum: 5M~1.7GHz;
Network: Digital optical fiber,
N+3 Coax, 500~1000HHP;
Technology: D3.1(LDPC+
OFDM/OFDMA), PNM;
Architecture: DCA (Distribute
CCAP Architecture), Remote PHY or
Remote MAC and PHY.
NG2 Cable (40Gbps):
Spectrum: 5M~6GHz;
Network: FTTLA, N+1
Coax, 100~200HHP;
Technology: 40G
Cable (20G DOCSIS +
20G wireless front haul),
iCoax(Remote PNM
diagnose);
Architecture: Cable
2.0 (Virtual CCAP, and
Virtual CPE). 2015 2019 2025
Now
Soon
Future
Past
HUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd. HUAWEI Confidential
Common Trend of various access technologies
Data rate Now Soon Future
Copper (dedicated) 100 MBPS 1 GBPS 5-10 GBPS
Cable (shared) 1 GBPS 10 GBPS 40 GBPS
Optical (shared) 2.5 GBPS 10 GBPS 40~400 GBPS
Data rate faster & faster
Frequency Spectrum Now Soon Future
Copper (dedicated) 30 MHz 100 MHz >200 MHz
Cable (shared) 860 MHz 1.7 GHz 6 GHz
Optical (shared) 1 lambda x2.5G
4 lambda x 10G more lambda x >10G
Spectrum wider & wider
Loop length Now Soon Future
Copper (dedicated) 300-1000m 100-300m <100m
Cable (shared) 1000-2000m 500-1000m <200m
Loops shorter & shorter
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东京LTE网络体验速率分布图
(Mbps)来源:SBM, 2016.06
5G网络目标体验速率分布图
5G eMBBTarget
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0
2000
4000
6000
(Mbps)
Ave. 100Mbps
LTE MBB
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$1600亿IDC AR & VR 16Q2 :
(Billion)
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Frequencies
(MHz)
Region 1 Region 2 Region 3
EU Africa Arab C.I.S N.A L.A Asia
3400-3600 Y Y Y Y Y Y Y
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57.336Mbs
1367Mbps
0.1
0%
1.0
0%
5.8
0%
12
.20%
22
.30%
34
.80%
48
.60%
60
.20%
70
.40%
81
.00%
87
.60%
92
.00%
96
.00%
98
.40%
99
.20%
99
.80%
99
.90%
1.8GHz(20M)2T2R
3.5GHz(100M)64T64R
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30GHz 40GHz
System Bandwidth 800MHz 800MHz
Coverage @
100Mbps Cell
Edge
Throughput (m)
LOS
O2I(Standard multi-pane
glass)1400 950
O2I(IRR Glass) 145 90
NLOS
O2O 380 310
O2I (Standard multi-pane
glass)130 105
O2I (IRR Glass) 38 29
Coverage @
1Gbps Cell
Edge
Throughput (m)
LOS
O2I(Standard multi-pane
glass)450 300
O2I(IRR Glass) 50 30
NLOS
O2O 215 170
O2I (Standard multi-pane
glass)70 55
O2I (IRR Glass) 17 10
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,
500M
bps
5Gbps
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
LTE 5G
• :
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F-OFDM& SCMA
Flexible Numerology & Frame structure
Polar CodeLDPC
Flexible/Full Duplex Massive MIMO
Core Architecture
RAN ArchitectureAdaptive
Air Interface
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