O caminho para o 5G. 19 de setembro de Mauro T. Fukuda

Transcrição

1 O caminho para o 5G 19 de setembro de 2017 Mauro T. Fukuda

2 Visão do 5G COMUNICAÇÃO MASSIVA DE MÁQUINAS ULTRA CONFIABILIDADE & BAIXA LATÊNCIA BANDA LARGA MÓVEL APRIMORADA Grande número de dispositivos Baixo custo Longa duração de bateria Cirurgia Remota IoT Industrial Comunicações entre Máquina Críticas Carros Autônomos Web Access Aplicações de Vídeo: Conferência, Broadcast Realidade Virtual e Aumentada Carros Conectados Comunicação Massiva de Máquinas Cidades Inteligentes Casas e Prédios Inteligentes Banda Larga Móvel Aprimorada Vídeo 3D, UHD, Realidade Virtual Carros Conectados Realidade Aumentada Automação Industrial Carros Autônomos Cirurgia Remota Ultra Confiabilidade & Baixa latência Atributo IMT Adavanced (4G) IMT 2020 (5G) Taxa de Pico DL: 1 Gbps UL: 0.05 Gbps DL: 20 Gbps UL: 10 Gbps Taxa de Usuário 10 Mbps 100 Mbps Eficiência Espectral Mobilidade Densidade de Conexões Eficiência de Energia de Rede Capacidade de tráfego por área DL: 15 bps/hz UL: 6.75 bps/hz Funcional até 350 km/h Não suportado para aviação civil 100k devices/km2 DL: 30 bps/hz UL: 15 bps/hz 500 km/h 1 million devices/km x maior que IMT Advanced 0,1 Mbps/m2 10 Mbps/m2

3 CasOs de uso 5G Banda Larga em Áreas Densas Banda Larga em Qualquer Lugar Maior Mobilidade do Usuário IoT Massivo Vídeo Pervasivo +50Mbps em Qualquer Lugar Trem de Alta Velocidade Rede de Sensores Comunicação Extrema em Tempo Real Comunicações para a Vida Comunicação Ultra- Confiável Serviços Broadcast Internet Tátil Desastre Naturais Serviços E-Health Serviços Broadcast Fonte: NGMN Alliance

4 Casos de uso 5G para o brasil : Rural

5 CasOs de uso 5G para o brasil : CIDADES

6 CasOs de uso 5G para o brasil : INDÚSTRIA E COMÉRCIO

7 CasOs de uso 5G para o brasil : Saúde

8 CasOs de uso 5G para o brasil : EDUCAçÃO

9 Modelos de negócio no 5G PROVEDOR DE ATIVOS XaaS: IaaS, NaaS, PaaS Oferta e operação para terceiros diferentes recursos de infraestrutura de rede (Infraestrutura, Plataforma, Rede) como um Serviço. Conectividade Básica Compartilhamento de Rede Compartilhamento de infraestrutura de rede entre dois ou mais operadores com base em políticas estáticas ou dinâmicas (exemplo: políticas de congestionamento / excesso de capacidade) Conectividade Avançada PROVEDOR DE CONECTIVIDADE Conectividade básica IP para o Varejo e Atacado / MVNO Conectividade IP diferenciada (QoS, zero rating, latência, etc.) e possibilidades avançadas de configuração de conectividade. PROVEDOR DE SERVIÇOS DE PARCEIROS Serviços enriquecidos pelo Parceiro Oferta onde os clientes finais das operadoras são enriquecidos pela capacidade dos parceiros (conte udo, aplicativo, etc Serviços enriquecidos pela Operadora Oferta onde os clientes finais dos parceiros são enriquecidos pela rede da operadora e outros recursos para criação de valor (conectividade, contexto, identidade etc.) Fonte: NGMN Alliance Fonte: NGMN Alliance

10 Criação de valor no 5G SEGURANÇA IDENTIDADE PRIVACIDADE EXPERIENCIA TEMPO REAL EXPERIÊNCIA CONTINUA EXPERIÊNCIA PERSONALIZADA INTERAÇÃO E COBRANÇA QUALIDADE DO SERVIÇO CONTEXTO CONFIABILIDADE EXPERIÊNCIA SERVIÇO REDE ALTAMENTE CONFIÁVEL E FLEXÍVEL Fonte: NGMN Alliance

11 PREPARAração do Ambiente para o 5G na operadora INFRAESTRUTURA Expansão da fibra na rede de acesso fixa Expansão do FTTx nas áreas urbanas Adequação do Backhaul Móvel para IP Backbone de Transporte Flexível Rede de transporte do backbone nacional resiliente e flexível ACESSO Preparação do espectro na rede macro para o 5G Refarming de frequências Novas faixas de Espectro Small Cell & CRAN Preparação da estrutura de rede de acesso para nova arquitetura e expansão de small cells CORE Cloudificação e virtualização do Core Evolução do Core para Virtualização (NFV/SDN) Estabelecimento dos datacenter telco na borda da rede Preparação dos Sistemas Operacionais Readequação dos recursos físicos, computacionais e de sistemas (OSS/BSS) para a nova arquitetura funcional de aplicações e negócio. APLICAÇÕES E NEGÓCIO Construção de Ecossistemas de Aplicações e Dispositivos Padronização de interfaces Parcerias com desenvolvedores de aplicações Desenvolvimento de rede de parceiros para dispositivos Preparação do negócio para os novos cases de uso trazidos pelo 5G Estruturação de novos modelos de negócio e parceria com terceiros. Fonte: NGMN Alliance

12 Capacidade Cobertura ondas milimétricas no 5G Ondas Milimétricas: Alta Capacidade de Espectro & Grande Canalização <1 GHz ~0.3 GHz Necessidade: L x 20 MHz Long Range for Massive Internet of Things (IoT) < 1GHz Mobile Broadband & Critical Mission Outdoor 1 3 GHz 400 MHz 900 MHz 1400 MHz 1900 MHz 2400 MHz 2900 MHz B31 Broadcast B28 B20 B5 B8 B32 B3 B1 B40 ISM B7 1-6 GHz ~ 3 GHz Necessidade: L x 100 MHz > 6 GHz ~30 GHz Necessidade: 1-2 GHz Mobile Broadband & Critical Mission Applications Indoor 3-6 GHz 3000 MHz 3500 MHz 4000 MHz 4500 MHz 5000 MHz 5500 MHz 6000 MHz B42 Satellite B46 Extreme Mobile Broadband & Short Range > 6GHz & cm/mmwave 20 GHz 30 GHz 40 GHz 50 GHz 60 GHz 70 GHz 80 GHz 90 GHz K Band Ka Band Ka Band Ka Band V Band V Band V Band V Band V Band V Band W Band W Band

13 SmallCells

14 SmallCells

15 Necessidade da fibra na rede de acesso fixa

16 virtualização NFV Management and Orchestration NFV Management and Orchestration NETWORK FUNCTION VIRTUALIZATION SOFTWARE DEFINED NETWORK NFV+SDN => REDE MÓVEL Virtualized Network Functions (VNFs) VNF VNF VNF... VNF Virtual Compute NFV Infrastructure Virtual Storage Virtualization Layer Virtual Network SDN applications SDN controllers Network Resources Controle programático de recursos de rede abstraídos (interface de controle de aplicativos) Controle logicamente centralizado de recursos de rede (interface de controle de recursos) Virtualized Network Functions (VNFs) VNF... VNF VNF VNF Virtual Compute NFV Infrastructure Virtual Storage Virtualization Layer Hardware Resources Virtual Network Compute Storage Network SDN applications SDN controllers Network Resources Compute Storage Network Hardware Resources Source: ETSI Source: ITU-T Y.3300 O SDN pode habilitar, simplificar e automatizar a implementação do NFV Redução de CapEx Redução de OpEx: Melhoria da eficiência operacional de O&M Rápida Implementação Time to market Diferenciação de serviços Aceleração da inovação Rápida adaptação às demandas dos clientes: Maior confiabilidade de recursos Rede compatível com serviços e Personalização Simplificação de rede móvel Otimização do tráfego Resiliência Gerenciamento de energia Gerenciamento de espectro e interferência

17 Centralização do controle de acesso

18 MEC Mobile Edge Computing (Multiple Access Edge Computing) Ideia Principal Traz a nuvem mais perto da borda da rede Abre a vantagem para o aplicativo de terceiros Fornece serviços para melhorar a aplicação com informações de contexto para se beneficiar de correr perto da borda CFS Portal UE App Mx1 Mx2 User App LCM Proxy Mm8 Mm2 OSS Mm1 Mobile Edge Orchestrator Necessidade de solução com baixa latência e tratamento de tráfego local Mobile Edge System Level Management Networks Mobile Edge Host Level Mobile Edge System Level Benefícios Proximidade Latência ultra baixa Alta largura de banda Acesso em tempo real à rede de rádio e informações de contexto Consciência de localização Mobile Edge App Mobile Edge Application Mp1 Mobile Edge Platform Mp2 Virtualization Infrastucture (NFVI) Mm5 Mm7 Mobile Edge Platform Maganer Mm6 Mm3 Virtualization Infrastucture Manager Mobile Edge Host Mobile Edge Host Level Manag. LTE (MCN/SCN) NR (MCN/SCN) LPWA Wi-Fi/Femto GPON/XGPON/G.Fast/XGFast

19 Nova Rede Fronthaul BBU1 BBU2 L1 Off. BBUn NGFI EPC CPRI IMS MTAS O&M/Orchestrator SDN Controller L2 (MAC/RLC/PDCP) L1 (PHY) BBU1 BBU2 BBUn EPC IMS MTAS O&M/Orchestrator Banda para o Fronthaul Retardo para o Fronthaul Ganho Centralizado Custo do Fronthaul NOVA REDE DE TRANSPORTE NOVAS INTERFACES DE REDE HIGH TRANSMISSION CAPILLARITY IP Backhaul Next Generation Fronthaul Interface Network Slicing & Flexible Protocol Stack Split Load Balancing and Statistical Mutiplexing MIMO => RRH Cordinating function => vbbu vbbu in MEC, Radio Cloud Center ou Telco Datacenter IEEE 1588 Ethernet TSN based Network Radio over Ethernet CPRI converter Agg. NBI/Internet... Virtualization Layer Hardware Poll RRH SBI/Fronthaul Time Sensitive Network (TSN) Fronthaul RAU RoE RF/DF RRH RRH CPRI RoE Bit-level Processing Modulation Layer Mapping Precoding Resource Mapping & IFFT NBI/Internet... Virtualization Layer Hardware Poll SBI/Fronthaul V-RAN PDCP RLC Low MAC Dual Connection High MAC Bit-level Processing IDFT & Demodulation Layer Mapping Precoding Resource Mapping & FFT RRH PLCP - RLC MAC Hi MAC Lo MAC - PHY PHY Bit PHY Sym PHY Pre PHY IFFT CPRI Baixo Alto Flexível Restrito Baixo Alto Baixo Alto IEEE P CPRI over Ethernet mapper/de-mapper IEEE P (NGFI) Next Generation Fronthaul Interface IEEE (TSN) Time Sensitive Network features IEEE 1588v2 Synchronization

20 Cronograma do 5G Esforço intensivo e extensivo por todos os órgãos de padronização Pesquisa Exploratória Pre-padronização Padronização Trials & Comercialização WRC12 Vision, Technology & Spectrum WRC15 Tech. Requirements & Eval. Methodology Proposal Submission WRC19 Evaluation & Specification First Release White Paper Requirements & Tech. feasibility Trial of basic functionality Tests IoT and deployment Release Release 14 & 5G SI Release 15 & 5G SI/WI Release 16 & 5G Enh (ITU) NFV Phase 1 NFV Phase 2 NFV Phase 3 MEC Phase 1 MEC Phase 2 RG on Cloud based Mobile Core Net. for 5G Open Flow v1.2 Google Open Daly Light Evolution to SDN Open Flow

21 Projeto 5G Brasil Projeto 5G Brasil tem por finalidade fomentar a criação do ecossistema da quinta geração de telefonia móvel (5G) desde a pesquisa básica e aplicada, desenvolvimento de produtos e soluções de sistemas de engenharia, industrialização de produtos e soluções, aplicações práticas e compartilhamento de informações, o que consistirá principalmente em: Facilitar e estabelecer a interlocução com o Governo Federal, Estadual e Municipal e com Agencia Reguladora para a tecnologia 5G Buscar apoio financeiro para o fomento e uso da tecnologia 5G incluindo de entidades e fundos setoriais dentro e fora do Brasil Fomentar acordos de cooperação nacionais e internacionais para o desenvolvimento da tecnologia 5G; Orientar a utilização da tecnologia 5G; Estabelecer e manter interação aberta com organizações não TICs, também denominadas setores verticais, e promover a cooperação entre as verticais e o Projeto 5G Brasil e o envolvimento das verticais e o 5G Brasil, onde seja necessário e apropriado; Compartilhar informações referentes à tecnologia 5G entre os Membros e Associados, dentro dos limites da lei vigente. Representar o interesse comum das associadas, quando solicitado, em foros nacionais e internacionais referentes ao 5G.