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www.FinleyUSA.com Dean Mischke, P.E., V.P. [email protected] Does anybody really know what 5G is? Does anybody really care? Dean Mischke P.E., V.P. Finley Engineering Company, Inc. [email protected]

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www.FinleyUSA.com Dean Mischke, P.E., [email protected]

Does anybody really know what 5G is? Does anybody really care?

Dean Mischke P.E., V.P.Finley Engineering Company, Inc.

[email protected]

www.FinleyUSA.com Dean Mischke, P.E., [email protected]

What is 5G? Salvation forWireless

Companies

*Qualcomm CEO Steve Mollenkopf’s keynote at CES 2017

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• 5G is an evolution of the Radio Access Network (RAN) through the application of software and hardware developments to create the next generation fixed and mobile wireless network

• Key performance targets:• enhanced Mobile Broadband (eMBB)• Ultra‐Reliable and Low Latency Communications 

(URLLC)• massive Machine Type Communications (mMTC)

What is 5G?

5G PPP 5G IA  Innovations for New Business Opportunities, Page 3

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• Specified by the yet to be released ITU standard, IMT‐2020• We define 5G by a combination of:

• Draft specifications• Use case scenarios driving innovation• Technologies behind the new networks

• 5G networks will include:• Enhanced network architectures • New antenna capabilities• New licensed and unlicensed spectrums for 5G• Higher speeds and capacity• Low Latency

What is 5G?

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• Software• Network Functions Virtualization (NFV)

• Single device performing multiple functitons• Change on the fly

• Software Defined Network (SDN)• Flow‐through Provisioning, both in the core and in

the RAN

• Services at the Network Edge [SESAME]• Drives low latency

• Virtual RAN (VRAN)• Open Source Hardware capable of being reconfigured as needed

• Radio Resource Management (RRM)• Aggregates multiple frequency bands to meet bandwidth needs

Technologies Driving 5G

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Technologies Driving 5G

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• MIMO ‐Multiple input, multiple output antenna systems • Another term is multipath

• Used to be called Ghosting or Noise

• Modern equipment has the processing power to separate each multipath and use the information carried in the signal

• Current MIMO supports 4x4 and 8x8 systems• 5G supports 16, 64 and 128 way MIMO

Technologies Driving 5G

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• Beam Forming • The use of multiple antenna and software 

to direct a radio signal to a target.• Works based on the ½ wavelength separation 

of multiple antenna (example at right is based on 8 antenna spaced at ½ wavelength)

• More effective at higher frequencies• Directs transmitter power only to the intended 

receiver and does not waste power where there is no receiver

Technologies Driving 5G

http://blogs.broughturner.com/2010/02/broadband‐wireless‐the‐future‐is‐5‐ghz.html

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• New RF spectrum • 5G will take advantage of mm 

wavelengths (>6GHz)• FCC allocated additional 

spectrum in July, 2016:• 7 GHz of unlicensed spectrum in 

64‐71 GHz band• 3.85 GHz of licensed spectrum in 

28, 37 and 39 GHz bands• 600 MHz of shared access 

spectrum in 37‐37.6 GHz bands

Technologies Driving 5G

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Technologies Driving 5G• New RF spectrum 

• Future Actions under consideration by the FCC• 150 MHz in the 3.5 GHz band• Repurpose of the 2.5 GHz BRS/EBS band• 650 MHz in the 3.7‐4.2 GHz band• 450 MHz in the 3.1‐3.55 GHz band

Lower spectrum Band may be more suitable for Rural Deployments of 5G

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• 5G Millimeter waves• Advantages

• The FCC has allocated large frequency blocks

• Large Channel Allocations within each block (think Hundreds instead of tens)

• The higher the frequency, the more bits per second

• Disadvantages• Line of sight• Bounces off instead of penetrates• Absorption Limits Range

Verizon announces that they do not see line of sight a hindrance to fixed 5G.Keep in mind that wireless carriers will apply 5G across their entire wireless spectrum and plan to use multiple frequencies and multi‐path to overcome this limitation.

Technologies Driving 5G

Verizon CEO Lowell McAdam as reported by Telecompetitorhttp://www.telecompetitor.com/verizon‐ceo‐fixed‐5g‐line‐of‐sight‐not‐needed‐5g‐leadership‐is‐on‐track/

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Use Cases Driving 5G• Internet of Things (IoT)

• Smart vehicles• Smart cities• Smart homes• Smart agriculture

• Last mile broadband• Consumer applications

5G Why ?

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• Internet of things (IoT)• Millions of devices talking to 

each other• Low cost radios and extended 

battery life• Real Time applications

Internet of Things

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Smart Vehicles• Not just self‐driving cars

o Traffic management• Adjust Speed and Route to decrease 

overall travel time

o Vehicle‐to‐vehicle• Rear end collision avoidance

o Self‐driving vehicles• Semis• Local delivery 

o Truckingo Autonomous robotics

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• Public amenities and infrastructure connecting and harmonizing 

• E‐Healtho Continuous patient 

monitoring

• IoT making remote actions seem local

• Real time user centric network

Smart Cities

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o Securityo Energy efficiencyo Home automationo Machine‐to‐machine

Smart Homes

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• IoT• Machine‐to‐machine 

communications• Sensors everywhere

• Wireless to the cow• Weather monitoring• Livestock and field monitoring

Smart Agriculture

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• Virtual / Augmented Reality• Pokemon Go• Remote control with virtual 

reality headsets

• Video• Real‐time video conferencing• HD videos in seconds

Consumer Applications

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So…will 5G be an opportunity or threat for the Rural Provider???

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• Antenna sites• The increase in number of antennas required to provide coverage will multiply

• 100’s of antennas required instead of 10’s for 4G coverage

• Fiber backhaul• Low latency requirements will limit the use of Ethernet based services but may increase the need for dark fiber or optical wavelength based services.

5G Opportunities for Rural Carriers

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Last Mile Broadband• Drop Replacement

• Eliminates the cost of the drop and house wiring  • Speeds Customer Deployment

• May use wireless radios for back haul• AT&T Air GIG

• Uses power lines as a wave guide to allow longer distances between nodes.

• AT&T plans to use for backbone, drops, and mobile deployment

• At least 2 trial locations scheduled for 2017

5G Opportunities for Rural Carriers

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• CLEC Adjacent Communities/ Business Parks• Ability to reach new business customers

• Fiber can be delayed until critical mass is reached

• Potential to place thin fiber routes• Time to market potentially faster• Simplify permitting

5G Opportunities for Rural Carriers

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• Edge computing• Movement of computing requirements from a centralized location in the cloud to the network edge will require additional investment in small scale data centers at local locations

• 1 millisecond response times limit max allowable distance of fiber cable to 150 miles or less

5G Opportunities for Rural Carriers

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• Urban Wireless Data (CLEC)• Ability to reach your business customers from existing infrastructure

• Thin fiber routes reduce cost and increased viability

• Time to market potentially faster• Simplify permitting

5G Threats for Rural Carriers

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• LTE Advanced• 3 Gbps Down 1.5 Gbps Up• Spectral Efficiency increases from 16 bps/Hz to 30 bps/Hz

• Higher number of active users• Frequency aggregation from dissimilar bands

5G Threats for Rural Carriers

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2017• Experimental trials

• Verizon• Testing fixed wireless at 28GHz in 11 cities• Speeds >1Gbps• Plans to test mobile 5G later this year

• AT&T• Business and DirectTV Now fixed trials in Austin (Requires specific Samsung 8 Phone)

• Plans to use 4 carrier aggregation for 1Gbps

5G Timeline

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• 2018:4.5G Roll‐out using existing 4G radios to support new 5G applications and technologies

• 2020:5G rollout of consumer enabled products

5G Timeline

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Questions ?

Dean Mischke, P.E.Finley Engineering Company, Inc.

[email protected]