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室外小小区的DOCSIS®网络与光纤回程:DOCSIS网络的更大占地面积如何降低室外使用案例中的TCO

DOCSIS®vs.光纤回程户外小蜂窝

沙Mazumder
无线技术公司首席战略师

乔伊Padden
尊敬的技术专家,无线技术公司

詹妮弗Andreoli-Fang
尊敬的技术专家,无线技术公司

2019年1月31日

在我们最近博客,我们讨论了从总拥有成本(TCO)的角度来看,DOCSIS网络在室内用例中是如何战胜传统光纤回程的。在这篇博客中,我们将TCO分析带到一个更直观的户外用例中:DOCSIS回程和光纤回程的TCO之间的直接比较,两者都服务于同一组室外小蜂窝。

这里的基本思想是:利用DOCSIS网络的现有属性,用于住宅/商业服务之外的其他用例。这种方法适用于DOCSIS网络已经比地面光纤占地面积更大的市场。我们已经看到数据点这表明通常是存在的3 ~ 5倍在北美主要地铁市场,同轴电缆比光纤更多。这使得大量的小单元可以部署在电缆股上,或者使用短滴,部署在距离电缆股很近的地方。

通过初步研究,我们的一位双业务(电缆+无线)成员确认,从小单元无线电规划的角度来看,他们首先耗尽了所有电缆绞线安装选项,然后再寻找其他站点的空白。这是DOCSIS技术与光纤技术的关键区别,在光纤技术中,大多数回程连接需要新建或溢价租赁费率。

在这个TCO分析中,我们展示了减少> 50%在TCO的室外使用案例中,当DOCSIS网络提供服务时,与更传统的光纤部署相比,它可以带回小型蜂窝。

但是,DOCSIS网络是小单元回程的正确解决方案吗?

简单的答案是-是的

与任何小型计算单元部署相关的两个主要需求是

  • 网站收购/准备/建设/驱动
  • 回程有一定的容量/延迟/定时同步

这两个需求是交织在一起的,因为我们需要选择一个站点,该站点可以提供回溯选项,并且尽可能具有成本效益。

就地盘而言(1要求)备有回程服务,mso可获两项优惠:

  • 首先,小型蜂窝与现有的MSO拥有/运营的WiFi热点共存,这些WiFi热点已经由DOCSIS回传服务。
  • 其次,利用现有的电缆基础设施,特别是空中设备,即电缆股,可以从小型单元部署过程中省去大量步骤(和成本)。使用现有基础设施消除/减轻了许可和场地收购、准备/施工以及供电的需要。除了站点访问(通常由现有的线段连接协议覆盖)和电力,电缆链部署还带有易于访问的DOCSIS链路作为回程。

下面的图1显示了一个典型的绞装式小小区安装,由一个小小区网关和一个4G/LTE-A小小区组成技术论文由Shaw Communications Inc./Freedom Mobile的Dave Morley为SCTE-ISBE 2018秋季技术论坛准备。这里的小型蜂窝网关包含DOCSIS 3.1电缆调制解调器和电源。

典型的绞线安装小细胞

图1典型的Strand Mount Small Cell @ Shaw Communications Inc./Freedom Mobile

回程规格方面(亚博苹果版怎么下载2nd要求),Belal Hamzeh而且詹妮弗Andreoli-Fang来自Cab亚博yabo888vip网页版leLabs®的研究人员阐述了DOCSIS技术如何随着最近的发展,满足了市场中围绕容量、延迟和时间的所有三个基本回程需求技术简介题为移动回程的DOCSIS技术(亚博yabo888vip网页版仅限CableLabs会员)。在那篇论文中,作者认为,根据移动运营商定义的SLA,即使是DOCSIS 3.0也可以支持回程容量需求。而且,使用DOCSIS 3.1可以显著提高下游容量,使用全双工DOCSIS可以显著提高上游容量。

对于延迟,控制和用户平面的延迟预计将显著改善,达到1-2ms的延迟流水线/带宽报告(BWR)技术跨越DOCSIS和移动技术。最后,DOCSIS 3.1已经有了在网络上本机分配IEEE-1588计时的机制。最近,CableLabs亚博yabo888vip网页版在一个DOCSIS同步规范DOCSIS 3.1还将能够实现LTE TDD/5G网络所需的严格相位精度。

因此,综上所述,DOCSIS满足了与小型基站部署相关的要求,因此需要将其TCO与传统的基于光纤的TCO进行比较,因为其中任何一种TCO都可以为目标市场中新部署的一组小型基站提供回程。

我们看过的部署场景

对于TCO分析,我们假设市场面积为100平方公里。有29万套住房和70万人口。市场上将部署640个户外小型基站,每个基站最大DL/UL吞吐量为150Mbps/50Mbps (20MHz 2*2 LTE基站)。为了简单起见,使用无线电和回程吞吐量之间的1:1映射,我们考虑每个小单元的峰值回程容量为150Mbps/50Mbps。

但是,由于只有在理想条件下才需要/实现峰值数据速率,因此繁忙时段的平均DL/UL吞吐量要低得多,通常为峰值速率的20-25%。我们认为平均吞吐量是峰值的20%,因此形成了一个由5个小细胞组成的小细胞集群,在我们的市场上总共有128个小细胞集群。每个集群都由一个能够处理150Mbps/50Mbps的电缆调制解调器提供服务。

我们有两个相同的场景:场景一,具有光纤回程和情形B,使用DOCSIS回程,两者都为同一市场提供128个集群,即640个小单元。

场景A:室外小小区,光纤回程

场景一:光纤回程服务的室外小小区

情形B

情形B: DOCSIS回程服务的室外小小区

TCO分析和关键要点

在本分析中,对于这两种场景,我们假设需要3种回程连接来使小单元在线-新建(两种场景),现有电缆绞线/MSO WiFi热点(仅场景B),以及从附近网络到站点/极的短距离(约300英尺)(两种场景)。

在我们的基本案例中,对于这两种场景,我们在所需的回程连接类型中应用了以下细分:

表1:为基本情况假设的回程连接类型分布

表1:基本情况假设回程连接类型分布

我们的基本案例中使用的回程连接类型的分布是基于初步研究和市场观察得出的。显然,没有万能的方法,当运营商分析目标市场潜在的TCO节约时,这是评估的关键领域。情景B的吸引力很大程度上取决于(2/3理查德·道金斯在我们的基本情况下)现有的电缆绞线/WiFi热点,MSO可以利用它们来部署小型蜂窝。

新建和短停之间的成本差异并不来自场地获取/准备/安装,因为这两种类型的需求是相同的。但是,在我们基于100% Opex的回程成本模型中,这两种类型的回程租赁金额(/月)是不同的。

虽然在我们的模型中可以配置,但我们的默认TCO期限是7年。此外,我们还计算了通过的每个用户的TCO,并专注于不同场景之间的相对差异,以降低总体成本(以美元计),这将因市场、部署规模和供应商动态等因素而有所不同。

图2:7年总结。室外用例2个部署场景之间的TCO

图2: 7年总结。室外用例2个部署场景之间的TCO

根据我们的基本情况假设,我们可以看到以下情况:

  • DOCSIS BH场景中的TCO有可能是> 50%比光纤BH场景下的TCO更便宜
  • 两种情况下TCO的主要差异来自于Opex。这是因为,所有3个关键的Opex贡献者-网站租赁场地效用成本,回程租赁(3~5倍)。
  • 这两种情况在资本支出方面也存在重大差异。这在很大程度上是因为,场景A中的站点获取/准备成本比场景B中的相同类别的资本支出更高(2~2.5倍),这是由于DOCSIS在利用更多现有站点方面的优势。
  • 我们将20%的DOCSIS网络升级成本(从低分割到中分割)分配给DOCSIS场景。如果我们把这一点去掉(因为DOCSIS网络升级无论如何都会发生),在场景B中与工厂升级成本相关的资本支出将会消失,从TCO的角度来看,它甚至更有吸引力。
  • 正如前面在表1中提到的,TCO分析结果主要依赖于BH连接类型分布的基本情况假设。如果现有的电缆/WiFi热点可以处理80%的小型蜂窝基站,那么,代替~ 50%时,情形B的TCO将减少~ 60%.相反,如果该比例下降到50%,则情景B的TCO减少也将下降到~ 40%

在即将发表的策略摘要(亚博yabo888vip网页版仅限CableLabs成员运营商),我们打算分享更多关于我们的方法、假设和观察结果(包括资本支出和运营支出)的详细信息,以及完整的敏感性分析。

结论

正如我们在以前的博客(在室内使用情况下),与基于光纤的模型相比,基于DOCSIS网络的部署显然具有更有利的经济效益,仅凭其更大的占地面积/在位性。当我们加入额外的优势,如较低的电力需求/公用事业费用,这种差距只会扩大。我们在这里介绍的TCO模型量化了这种感知效益,并从数字上显示了通过DOCSIS为室外小型电池提供服务所节省的成本。这种用例加强了我们的观点,即DOCSIS技术在5G部署中发挥着巨大作用。

订阅我们的博客,并继续关注我们如何利用DOCSIS网络进行移动部署。在本系列的下一篇博客文章中,我们打算研究DOCSIS网络支持高级功能(如CoMP)的能力。


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DOCSIS®网络XHaul与光纤回程的TCO: DOCSIS网络如何在室内使用案例中取得胜利

DOCSIS®网络XHaul与光纤BackHaul的TCO

沙Mazumder
无线技术公司首席战略师

乔伊Padden
尊敬的技术专家,无线技术公司

詹妮弗Andreoli-Fang
尊敬的技术专家,无线技术公司

2018年12月12日

在我们最近出版的博客,我们展示了为什么室内家庭电池重新成为一个有吸引力的部署模式。特别是,室内网络致密化对融合电缆/无线运营商具有巨大的潜力,他们可以利用现有的混合光纤同轴(HFC)足迹,从全堆叠飞蜂窝进行回程,或从全堆叠飞蜂窝进行前传虚拟无线接入网远程无线电设备。

在本系列的第二篇博客中,我们将重点从系统级利益转移到业务案例。当我们回顾TCO模型时,我们将展示DOCSIS网络服务的室内部署模式与光纤服务的更传统的室外部署模式相比,总拥有成本(TCO)降低40%至50%。是的,这很重要,所以让我们来分析一下我们是如何做到的。

为什么是DOCSIS网络?

在进入TCO讨论之前,让我们回顾一下使用DOCSIS网络作为移动部署工具的主要动机:

  • 广泛的可用性:在技术论文为SCTE-ISBE 2018秋季技术论坛做准备时,一家主要的加拿大MSO指出,通常会有3 ~ 5倍在主要的地铁市场,同轴电缆多于光纤。在美国也是如此,根据FCC 2017年6月的统计数据,全国有线电视家庭通过(HHP)为85%(115M单位),而光纤HHP为29%(39台)
  • 千兆足迹:截至2018年6月,结束63%的美国家庭通过电缆接入千兆服务。在其他市场,有线电视运营商也在推进千兆级网络建设
  • 易于选址:无需许可,无需准备,安装工作量有限。
  • 发展移动友好型技术:从延迟的优化时间/同步技术vRAN支持非理想的前传链接,如DOCSIS网络。

我们看过的场景

为了进行TCO比较,我们研究了以下3个部署场景:

场景1:租用光纤回程的室外小小区

场景1

这是部署小型单元的传统解决方案。对于我们的TCO模型,我们将其作为基线。

场景2:室内femtocell/家庭eNodeB由住宅/SMB DOCSIS网络链路作为回程服务

场景2

在此场景中,我们模拟了在住宅客户家庭和融合运营商的DOCSIS网络所服务的中小型企业(SMB)中部署全堆栈femtocell。此处的融合运营商是指同时部署DOCSIS网络和移动网络的有线运营商。

场景3:室内RRU (vRAN Remote Radio Unit)由住宅/SMB DOCSIS网络链路作为前路传输

场景3

场景3本质上是场景2,但使用了vRAN。在这种情况下,虚拟基带单元(vBBU)可以部署在配电中心站点的通用处理器(GPP)服务器上,低成本无线电单元部署在客户站点或SMB位置的DOCSIS网关中。

苹果对苹果

为了构建TCO模型,我们从想要建模的有代表性的郊区/城市区域开始。在我们的例子中,我们用了100平方英尺。总面积29万户(HH)。以2.4人/小时(美国的平均水平)计算,我们的模型区域覆盖了大约70万人。

接下来,我们考虑到该区域已经有10个室外宏蜂窝,但运营商需要通过网络致密化来提高容量。

在场景1中,运营商部署了640个室外小型蜂窝,将现有宏蜂窝的流量负载减少一半,并提高整个网络的频谱效率(从而提高容量)。为了对所有三种场景下的系统容量进行比较,我们应用了标准化的概念频谱效率(SE)并在三个场景中保持一致。对于SE归一化,我们将不同组合的加权SE相加无线电位置-用户位置(如。In-In, Out-Out, Out-In)。

最后,我们使用标准化SE为每个场景找到适当的规模,以在系统层面上实现相同的结果,即在室内场景(2和3)中需要多少个femtocell /vRAN无线电,因此系统容量增益与场景1中的传统部署相当。

更聪明地工作,而不是更努力地工作

至关重要的是,融合运营商知道他们的蜂窝数据大量用户是谁,以及其中哪些人在非营业时间持续使用网络,即最有可能从他们的住所使用。例如,CableLabs的一名成员亚博yabo888vip网页版分享的经验数据显示,他们前5%的用户每月消耗的蜂窝网络容量占总容量的25%~40%。

因此,作为一个收敛运营商,如果你想防止至少25%的网络流量穿过墙壁,你可以主动地将home femtocell或rru分发到只有前5%的用户(假设他们的全部消费都发生在室内)。

在我们的模型中,我们使用以下方法来获得场景2和场景3的室内部署规模:

图- a:确定室内用例的部署规模

图- a:确定室内用例的部署规模

因此,从理论上讲,如果只有2.5%的用户开始使用室内蜂窝资源,我们就可以在场景2和3中实现相同的SE改进,就像在场景1的光纤室外部署中观察到的那样。亚博全球最大投注平台

然而,我们知道,假设100%的重度用户流量都是在家里或室内消耗是不现实的。占的结合现实因素包括室内并不意味着只在你的住宅,其中一些沉重的用户位置不得的DOCSIS网络,和/或一些用户可能会选择从使用一个家毫微微蜂窝/ RRU我们提高这一比例的用户基础建模使用毫微微蜂窝/ RRU部署到12.5%(约合35 k单位),以确保我们绝对可以捕获至少12.5%的细胞的交通场景2和3。

我们的分析和主要收获

对于TCO模型的假设,我们从许多CableLabs运营商和供应商那里收集了广泛的输入。亚博yabo888vip网页版此外,我们还用相当多的例子验证了我们的关键假设电讯基建计划vRAN fronthaul项目组成员。

虽然在我们的模型中可以配置,但我们的默认TCO期限是7年。此外,我们还计算了通过的每个用户的TCO,并专注于不同场景之间的相对差异,以降低总体成本(以美元计),这将因市场、部署规模和供应商动态等因素而有所不同。

图- b: 7年总结。跨3个部署场景的TCOs

图- b: 7年总结。跨3个部署场景的TCOs

根据我们的基本情况假设,我们可以看到以下情况:

  • 场景2和场景3的TCO比场景1的TCO便宜40%~50%左右。
  • 对于场景1,Opex突出,因为它涉及与室外小型蜂窝站点租赁和光纤回程租赁相关的大量费用。
  • 场景2比场景3需要更高的资本支出,这主要是因为每个全栈家庭femtocell(相对于家庭RRU)的单位价格更高(约2X),并且需要安全网关,这在场景3中是不需要的。
  • 场景3的Opex几乎翻了一番(与场景2的Opex相比),因为它需要为上游链路提供更高的DOCSIS网络容量。然而,值得注意的是,尽管vRAN部署使用了增加的DOCSIS网络容量,TCO仍然是最有利的。
  • 我们将20%的DOCSIS网络升级(从低分割到中分割)成本分配给了基于DOCSIS网络的用例(场景2和3)。如果我们把这些用例(因为住宅宽带服务无论如何都会进行DOCSIS网络升级)拿出来,这些室内用例的TCO甚至比光纤室外用例(场景1)更好。
  • 其他关键敏感因素包括XHaul的每月成本/分配成本、小型小区集群中的小型小区站点数量、无线电设备成本以及vBBU HW在vRAN场景中为集群服务所需线程的估计数量/价格。

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这些结果意味着什么?

对我们来说,与基于光纤的模型相比,基于DOCSIS网络的部署具有更有利的经济效益,这一点一直是显而易见的。这里介绍的TCO模型确认并量化了这种感知效益,并指出对于网络致密化,在市场条件有利的情况下,有一个商业案例可以追求室内femtocell用例。

订阅我们的博客,因为我们对移动部署DOCSIS网络的探索还没有结束。接下来,我们将探讨一个类似的TCO模型,该模型专注于DOCSIS backhual提供的室外部署。稍后,我们将转向技术,因为我们将研究DOCSIS网络支持CoMP等高级功能的能力。


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