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户外小单元的DOCSIS®网络vs.光纤回程:户外用例中更大的DOCSIS网络足迹如何降低TCO

沙Mazumder

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无线技术首席策略师

乔伊Padden

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杰出的技术专家,无线技术

詹妮弗Andreoli-Fang

詹妮弗Andreoli-Fang
杰出的技术专家,无线技术

2019年1月31日

在我们最近的博客,我们讨论了在室内用例中,从总拥有成本(TCO)的角度来看,DOCSIS网络是如何作为回程或前端而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:对DOCSIS回程和光纤回程的TCO进行头对头的比较,它们都服务于同一组户外小单元。

这里的基本想法是:利用DOCSIS网络的现有房地产,以便在住宅/商业服务之外的其他用例。这种方法适用于MACKETS,其中DOCSIS网络已经具有比地面上的光纤更大的脚印。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,同轴电缆比光纤电缆要多。这使得一个大子集的小单元可以部署在电缆绞线上或在距离电缆绞线较短的距离,使用短滴。

通过初步研究,我们的一个拥有双重操作(电缆+无线)的成员确认,从小型蜂窝无线规划的角度来看,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缺口。这是DOCSIS技术与光纤技术的关键区别,其中大多数回程连接要么需要新建,要么需要额外的租赁费。

在这个TCO分析中,我们显示减少> 50%在TCO的一个户外用例中,当使用DOCSIS网络服务时,与使用光纤服务的更传统的部署相比,反向运输小单元。

但是,DOCSIS网络是小单元回溯的正确解决方案吗?

简单的回答是-是的

任何小单元部署都有两个主要的需求

  • 网站收购/准备/建设/驱动
  • 具有一定容量/延迟/定时同步的回程

这两个要求是相互交织的,因为我们需要选择一个可以使用回程方案的地点,并且尽可能地降低成本。

按地点计算(1要求),随时可以返回,MSOs卡上有两种优惠:

  • 首先,将小蜂窝与MSO拥有/运营的WiFi热点并存,这些热点已经由DOCSIS回程提供服务。
  • 其次,利用现有的电缆基础设施,特别是空中电站,即电缆股,减少了小蜂窝部署过程中的许多步骤(和成本)。使用现有的基础设施消除/减轻了许可和场地获取、准备/建设和供电的需要。除了站点访问(通常由现有的杆线连接协议所覆盖)和电源外,电缆绞线的部署还提供了易于访问的DOCSIS链接作为回程。

下面的图1显示了一个典型的绞挂式小蜂窝安装,包括一个小蜂窝网关和一个4G/LTE-A小蜂窝技术论文从Shaw Communications Inc./Freedom Mobile的Dave Morley为SCTE-Isbe 2018年秋季技术论坛做好准备。这里的小型电池网关包含DOCSIS 3.1电缆调制解调器和电源。

典型的单链裱装小细胞

图1:典型的Strand Mount小细胞@ Shaw通信公司/自由移动

就回程规格而言(m188bet体育2nd要求),Belal Hamzeh詹妮弗Andreoli-Fang来自Cab金宝搏188BETleLabs®的详细阐述了DOCSIS技术,以及最近的发展,如何满足所有三个基本的返回需求的容量,延迟,和时间技术简介标题为DOCSIS技术用于移动回程(金宝搏188BET仅CableLabs成员)。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。

在延迟方面,控制和用户面延迟预计将显著改善,实现~1-2ms的延迟与流水线/带宽报告(BWR)跨DOCSIS和移动技术的技术。最后,DOCSIS 3.1已经有机制来在网络上自然分配IEEE-1588定时。随着最近的Cableba金宝搏188BETbs工作同步DOCSIS规范, DOCSIS 3.1也将能够达到LTE TDD/5G网络所要求的严格相位精度。

因此,综上所述,DOCSIS满足了与小蜂窝部署相关的需求,当其中任何一个都可以为目标市场中新部署的一组小蜂窝提供回传时,就需要将其TCO与传统的基于光纤的TCO进行比较。

我们看了部署方案

对于TCO分析,我们考虑了一个覆盖100平方公里的假想市场。有29万套住房和70万人口。市场上将部署640个户外小蜂窝,每个蜂窝的最大DL/UL吞吐量为150Mbps/50Mbps (20MHz 2*2 LTE蜂窝)。为了简单起见,在无线电和回程吞吐量之间使用1:1映射,我们考虑每个小蜂窝的峰值回程容量为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,所以繁忙时的平均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为峰值的20%,从而形成一个由5个小细胞组成的小细胞簇,在我们的市场上总共有128个小细胞簇。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A.,有光纤回程和情景B.两者都以128个集群(即总共640个小单元)服务于同一个市场。

场景A:冰纤维回程提供的户外小型电池

场景A.:室外小蜂窝,光纤回程

情景B.

情景B.:室外小小区,由DOCSIS回程服务

TCO分析和关键要点

在这个分析中,对于这两种情况,我们假设需要3种类型的往返连接来让小单元在线——新建(两种情况),现有的电缆链/MSO WiFi热点(仅在场景B中),以及从附近的网络到站点/杆子的短距离(约300英尺)(两种情况)。

在我们的基本案例中,对于这两个场景,我们应用了以下所需的回程连接类型的细分:

表1:基本情况下假定的回程连接类型分布

表1:基本情况下假定的回程连接类型分布

我们的基本案例中使用的回程连接类型的分布是基于主要研究和市场观察。显然,没有一刀切的方法,当运营商分析目标市场的潜在TCO节约时,这是一个关键的评估领域。情形B的吸引力很大程度上取决于比例(2/3理查德·道金斯(在我们的基本案例中)现有的电缆链/WiFi热点,MSO可以利用这些热点部署小单元。

新建和短降之间的成本差异并不来自于场地获取/准备/安装,因为这两种类型的需求是相同的。然而,在我们基于100%运营成本的回程成本模型中,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是可配置的,但我们默认的TCO期限是7年。此外,我们计算了每个用户通过的TCO,并将重点放在不同场景之间的相对差异上,以忽略总体成本(以美元计),这将因市场、部署规模和供应商动态等因素而不同。

图2:7-YR摘要。室外用例2种部署场景下的TCO 

图2: 7年总结。室外用例2种部署场景下的TCO

根据我们的基本情况假设,我们看到以下内容:

  • 在DOCSIS BH场景中的TCO具有潜力> 50%在光纤BH场景中比TCO更便宜
  • 两种方案在TCO方面的主要差异来自运营成本。这是因为,所有三个关键的运营成本贡献者-现场租赁网站效用成本,回程租赁在情景B中,在场景中显着更高(3〜5倍)。
  • 这两种情况在资本支出方面也存在重大差异。这主要是因为,场景A中的站点获取/准备成本(2~2.5倍)高于场景B中相同类别的Capex,这是由于DOCSIS拥有利用更多现有站点的优势。
  • 我们将20%的DOCSIS网络升级成本(从低分裂到中分裂)分配给了DOCSIS场景。如果我们去掉这个(因为DOCSIS网络升级无论如何都会发生),场景B中与工厂升级成本相关的资本支出将消失,从TCO的角度来看,这将使其更具吸引力。
  • 如表1中前面提到的,TCO分析结果主要依赖于BH连通性类型分布的基本情况假设。如果现有的电缆链/WiFi热点可以处理80%的小蜂窝站点,那么,而不是〜50%,场景B的TCO将减少〜60%.相反,如果该比值下降到50%,那么情景B的TCO减少也将下降到~ 40%

在即将发布的战略简报中(金宝搏188BETCableLabs成员操作员),我们打算分享更多关于我们的方法、假设和观察结果的细分(包括资本支出和运营支出)的细节,以及完整的敏感性分析。

结论

正如我们在以前的博客(在室内用例中),不言自明的是,与基于光纤的模型相比,基于DOCSIS网络的部署仅凭其更大的占用空间/现有功能就具有更有利的经济效益。当我们加入其他优势,如更低的电力需求/公用事业收费,差距只会扩大。我们在这里引入的TCO模型量化了感知到的收益,并在数字上显示了通过DOCSIS服务户外小细胞所节省的成本。这类用例强化了我们的观点,即DOCSIS技术在5G部署中发挥着巨大作用。

请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文中,我们打算研究DOCSIS网络支持CoMP等高级特性的能力。


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DOCSIS®Network XHaul vs. Fiber BackHaul的TCO: DOCSIS网络如何在室内使用案例中获胜

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2018年12月12日

在我们最近发表的博客,我们展示了为什么室内飞蜂窝重新成为一种有吸引力的部署模式。特别是,室内网络密度对融合电缆/无线运营商来说具有巨大的潜力,他们可以利用现有的混合光纤同轴电缆(HFC)占地面积从全堆叠飞蜂窝进行回程或前端传输虚拟无线接入网远程无线单元。

在我们的系列文章的第二篇中,我们将重点从系统级别的好处转移到业务案例。在我们介绍TCO模型时,我们将证明,与使用光纤的更传统的室外部署相比,使用DOCSIS网络的室内部署模型的总拥有成本(TCO)将降低40%至50%。是啊,这可是大事,让我们来分析一下我们是怎么做到的。

为什么DOCSIS网络吗?

在进入TCO讨论之前,让我们重新审视使​​用DOCSIS网络作为移动部署工具的关键动机:

  • 广泛的可用性:在一个技术论文为SCTE-ISBE 2018秋季技术论坛准备的,加拿大的一个主要MSO指出,通常是这样的3 ~ 5倍在其主要城市市场,同轴电缆比光纤电缆更多。美国联邦通信委员会(FCC) 2017年6月的统计数据显示,全美有线电视用户通过(HHP)的数量也在上升85%(115M单位),而光纤HHP是29%(39米单位)
  • 千兆位足迹:截至2018年6月,结束63%的美国家庭通过电缆访问千兆服务。在其他市场,有线电视运营商也在推进千兆网络建设
  • 易于网站收购:不允许,不准备,安装难度有限。
  • 发展为移动设备设计的技术:从延迟的优化时序/同步技术和vRAN支持非理想的前端连接,如DOCSIS网络。

我们看到的场景

为了比较TCO,我们看了以下3种部署场景:

场景1:室外小蜂窝,租用光纤回程

场景1

这是部署小单元的传统解决方案。对于我们的TCO模型,我们将此作为基线。

场景2:由住宅/SMB DOCSIS网络链路作为回程服务的室内家庭蜂窝/家庭eNodeB

场景2

在这种情况下,我们建模了在住宅客户家中的全堆栈毫微微小区和小于中等企业(SMB)的部署部署,由融合的操作员的DOCSIS网络服务。这里的融合操作员指的是部署DOCSIS网络和移动网络的电缆运算符。

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

场景3

场景3本质上是场景2,但是使用了vRAN。在这种情况下,虚拟基带单元(vBBU)可以部署在分布集散中心站点的通用处理器(GPP)服务器上,而低成本无线电单元则部署在客户场所或SMB位置的DOCSIS网关上。

苹果苹果

为了构建TCO模型,我们首先要建模一个具有代表性的郊区/城市区域。在我们的例子中,我们使用了100平方。总面积29万户。在2.4People/HH(美国平均水平)时,我们的模型区域覆盖了大约70万人。

接下来,我们考虑到这个区域已经有10个室外宏单元,但是运营商需要通过网络密集来提高容量。

在场景1下,操作员部署640户外小单元,将现有的宏观单元的流量负载缩短一半,并提高网络上的频谱效率(和因此容量)。要在所有三种情况下创建系统容量的苹果对比较,我们应用了归一化的概念频谱效率(SE)并保持在三种情况下一致。对于统一化,我们为不同组合添加了加权SE无线电Location-User位置(如。进入,out-out,out-in)。

最后,我们使用了标准化的SE为每个场景找到适当的规模达到相同的结果在系统层面,即有多少家庭基站/ vRAN收音机需要在室内场景(2 & 3)系统容量增益是与传统的部署场景1中。

更聪明地工作,而不是更努力地工作

至关重要的是,融合的运营商知道他们的沉重蜂窝数据用户是谁以及谁,他们在非工作时间内一致地使用网络,即,最有可能来自他们的住所。作为一个例子,Cablelabs成金宝搏188BET员共享的经验数据显示,其前5%的用户每月每月消耗总体蜂窝网络容量的25%〜40%。

因此,作为一个融合运营商,如果你想阻止至少25%的网络流量穿越墙壁,你可以主动分配家庭家庭蜂窝或RRUs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3的室内部署的规模:

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网络资源,我们就可以在场景2和场景3中实现相同的SE改进,正如在场景1的室外光纤部署中观察到的那样。金宝搏备用

然而,我们知道假设100%的用户流量都是在家里或室内消耗是不现实的。考虑到现实世界的一些因素,包括室内并不意味着只在你的住所,那些密集的用户位置可能无法使用DOCSIS网络,和/或一些用户可能会选择不使用家庭家庭蜂窝/RRU,我们将我们使用家庭家庭蜂窝/RRU部署建模的用户基础的百分比提高到12.5%(或大约35K单位),以确保我们在场景2和3中绝对可以捕获至少12.5%的蜂窝通信量。

我们的分析和关键要点

对于TCO模型假设,我们从许多cabllabs运营商和供应商那里收集了广泛的输入。金宝搏188BET此外,我们用相当多的方法验证了我们的关键假设电信Infra项目(提示)vRAN前沿项目组成员。

虽然在我们的模型中是可配置的,但我们默认的TCO期限是7年。此外,我们计算了每个用户通过的TCO,并将重点放在不同场景之间的相对差异上,以忽略总体成本(以美元计),这将因市场、部署规模和供应商动态等因素而不同。

图- b: 7年的总结TCOs跨越3种部署场景

图- b: 7年的总结TCOs跨越3种部署场景

根据我们的基本情况假设,我们看到以下内容:

  • 场景2和场景3的TCO比场景1的TCO便宜40%~50%。
  • 在方案1中,Opex的突出之处是,它涉及户外小蜂窝基站租赁和光纤回程租赁的大笔费用。
  • 场景2比场景3要求更高的资本支出,很大程度上是因为每个全栈家庭家庭基站(相对于家庭RRU)的单价更高(~2X),并且需要安全网关,这在场景3中是不需要的。
  • 方案3的运营成本几乎是方案2的两倍,因为它对上游链路需要更高的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。
  • 我们分配了20%的DOCSIS网络升级(从低分裂中期分裂)成本DOCSIS基于网络的用例(场景2和3)。如果我们把这些(因为DOCSIS总之住宅会发生网络升级宽带服务)的TCO室内用例得到更好的纤维相比,户外情况(方案1)。
  • 其他关键敏感性包括Xhaul的每月成本/分配成本,小型电池集群中的小型单元站点,无线电设备成本和VBBU HW所需的线程数/价格,以在VRAN方案中为群集提供服务。

在即将发布的战略简报中(金宝搏188BETCableLabs成员操作员)我们打算在观察结果(CAPEX和OPEX)以及敏感性分析中分享更多关于我们的方法,假设和分解的详细信息。

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到的收益,并指出,对于网络密集化,在市场条件有利的情况下,有一个商业案例可以追求室内家庭蜂窝使用案例。

请订阅我们的博客,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,重点关注由DOCSIS backhual提供的户外部署。稍后我们将回到技术上来,看看DOCSIS网络支持CoMP等高级特性的能力。


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