Fixedmobile Convergence: Architecture and FuncTonality - - PowerPoint PPT Presentation

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fixed mobile convergence architecture and functonality
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Mar 23, 2023 175 likes •294 views

Fixedmobile Convergence: Architecture and FuncTonality Summary and Conclusion Dirk Breuer Deutsche Telekom Laboratories, Germany Tibor Cinkler Budapest

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IEEE ¡HPSR ¡Conference ¡| ¡Budapest, ¡2015 ¡July ¡1-­‑4 ¡| ¡FMC ¡Tutorial ¡| ¡Summary ¡and ¡conclusion ¡ 1 ¡ This ¡ongoing ¡work ¡receives ¡funding ¡from ¡the ¡European ¡Union's ¡Seventh ¡Framework ¡Programme ¡(FP7/2007-­‑2013) ¡under ¡grant ¡agreement ¡n° ¡317762 ¡“COMBO ¡project” ¡

Fixed–mobile ¡Convergence: ¡ ¡ Architecture ¡and ¡FuncTonality ¡ ¡ Summary ¡and ¡Conclusion ¡

Dirk ¡Breuer ¡ Tibor ¡Cinkler ¡ Stéphane ¡Gosselin ¡ Annie ¡Gravey ¡ Ali ¡Hamidian ¡ Stefan ¡Höst ¡ Tahar ¡Mamouni ¡ Péter ¡Olaszi ¡ Stephan ¡Pachnicke ¡ Björn ¡Skubic ¡ Jose ¡Torrijos ¡Gijón ¡ Deutsche ¡Telekom ¡Laboratories, ¡Germany ¡ ¡ Budapest ¡University ¡of ¡Technology ¡and ¡Economics, ¡Hungary ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Orange ¡R&D, ¡France ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Telecom ¡Bretagne, ¡France ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Ericsson ¡Research, ¡Sweden ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Lund ¡University, ¡Sweden ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Orange ¡R&D, ¡France ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ AITIA ¡InternaTonal, ¡Inc., ¡Hungary ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ADVA ¡OpTcal ¡Networking ¡SE, ¡Germany ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Ericsson ¡Research, ¡Sweden ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Telefónica ¡InvesTgación ¡y ¡Desarrollo, ¡Spain ¡ ¡

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SLIDE 2

IEEE ¡HPSR ¡Conference ¡| ¡Budapest, ¡2015 ¡July ¡1-­‑4 ¡| ¡FMC ¡Tutorial ¡| ¡Summary ¡and ¡conclusion ¡ 2 ¡ 2 ¡

Today’s ¡segmented ¡networks ¡

Potential for network optimization through –

  • Converged network control and operation → functional convergence
  • Converged transport for mobile and fixed network → structural convergence

Huge variation in terminal equipment and technologies Simple sharing

  • f aggregation

infrastructure – no common technology base Different IP edge solutions per technology Fixed and wireless have separated control, operation and management

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IEEE ¡HPSR ¡Conference ¡| ¡Budapest, ¡2015 ¡July ¡1-­‑4 ¡| ¡FMC ¡Tutorial ¡| ¡Summary ¡and ¡conclusion ¡ 3 ¡ 3 ¡

MulT-­‑technology ¡seamless ¡access ¡

IP ¡Backbone ¡ Fixed ¡IP ¡ Edge ¡ AggregaLon ¡Network ¡ Fixed ¡ Access ¡ Network ¡ Mobile ¡ IP ¡Edge ¡ Radio ¡Access ¡Network ¡

eNB ¡

RGW ¡

WiFi ¡ ¡ Access ¡Point ¡ Fixed ¡Access ¡ Node ¡

Services ¡

Single ¡ ¡ user ¡ MulLple ¡ ¡ Subscriber’s ¡ idenLLes ¡ MulLple ¡ ¡ Data ¡paths ¡ To/from ¡service ¡

Beyond ¡user ¡controlled ¡“Wi-­‑Fi ¡offload” ¡: ¡ ¡ ¡• Network ¡controlled ¡offload ¡

  • Load ¡balancing ¡on ¡mulLple ¡paths ¡
  • Smooth ¡handover ¡(horizontal/verLcal) ¡
  • Take ¡advantage ¡of ¡content ¡replicaLon ¡

The ¡Universal ¡Data ¡Path ¡Manager ¡ controls ¡user ¡traffic ¡flow ¡over ¡all ¡ available ¡data ¡paths ¡

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IEEE ¡HPSR ¡Conference ¡| ¡Budapest, ¡2015 ¡July ¡1-­‑4 ¡| ¡FMC ¡Tutorial ¡| ¡Summary ¡and ¡conclusion ¡ 4 ¡ 4 ¡

uAUT: ¡Universal ¡Subscriber ¡and ¡User ¡AuthenTcaTon ¡

Single ¡funcLonal ¡block ¡ complements ¡and ¡improves ¡ ¡ the ¡UDC ¡concept. ¡ ¡

  • consideraLon ¡of ¡data ¡model ¡
  • new ¡Frontend ¡applicaLons ¡
  • database ¡access ¡opLmizaLon ¡
  • extended ¡to ¡OTT ¡services ¡

AuthenLcate ¡once ¡and ¡have ¡access ¡to ¡ mulLple ¡networks ¡and/or ¡services. ¡ ¡ Part ¡of ¡the ¡control ¡plane, ¡ interfaces ¡with ¡the ¡ management ¡plane ¡ Allows ¡authenLcaLon ¡ mechanisms ¡based ¡on ¡ Web ¡technologies ¡ ¡

uAUT ¡server ¡

uAUT ¡server ¡binds ¡mulLple ¡traffic ¡flows ¡to ¡a ¡given ¡user, ¡over ¡all ¡available ¡accesses ¡ ¡

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IEEE ¡HPSR ¡Conference ¡| ¡Budapest, ¡2015 ¡July ¡1-­‑4 ¡| ¡FMC ¡Tutorial ¡| ¡Summary ¡and ¡conclusion ¡ 5 ¡ 5 ¡

The ¡Universal ¡Access ¡Gateway ¡

UAG

Application Services UAG interfaces Wi-Fi AN Fixed AN Mobile AN Subscriber Equipment (CPE or UE) Control interfaces Network interfaces Subscriber interfaces UAG CONTROL PLANE UAG DATA PLANE UAG Universal Access Gateway AN Access Node AAA Authentication Authorization Accouting CPE Customer Premises Equipment UE User Equipment uAUT Universal Authentication uDPM Universal Data Path Management AAA Services

uDPM uDPM uAUT uAUT uDPM uAUT

Implements ¡ ¡ Universal ¡Path ¡Management ¡ and ¡Universal ¡AuthenLcaLon ¡

  • Can ¡be ¡realised ¡as ¡ ¡

Standalone ¡equipment ¡vs. ¡ split ¡data/control ¡plane ¡(SDN) ¡

  • Can ¡be ¡distributed ¡or ¡

centralised ¡

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IEEE ¡HPSR ¡Conference ¡| ¡Budapest, ¡2015 ¡July ¡1-­‑4 ¡| ¡FMC ¡Tutorial ¡| ¡Summary ¡and ¡conclusion ¡ 6 ¡ 6 ¡

Structural ¡convergence ¡

IMS/TISPAN

Service Control Layer

IPTV

W e b ¡

… OSS, Synchronization, Platform Control

Network Control Layer IP/MPLS Backbone

“5G” 2G/3G Wi-Fi

Edge Router

Converged Broadband Fixed and Mobile Access/Aggregation Network 4G

(LTE/LTE-Advanced)

Macro

λN λ1 λN λ1 …

…

OLT BBU-H OLT BBU-H

Mobile Core Components

S-GW P-GW MME

4G

SGSN GGSN

2G/3G MSC

Fixed Core Components

BB-RAR LER

Mobile

Pico

Pooling/sharing ¡of ¡network ¡infrastructure ¡ allows ¡true ¡integraLon ¡of ¡ ¡ fixed ¡and ¡mobile ¡networks ¡

Structural ¡convergence ¡triggered ¡by: ¡

  • Heterogeneous ¡radio ¡access ¡networks ¡
  • Mobile ¡fronthaul ¡and ¡Cloud ¡RAN ¡
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IEEE ¡HPSR ¡Conference ¡| ¡Budapest, ¡2015 ¡July ¡1-­‑4 ¡| ¡FMC ¡Tutorial ¡| ¡Summary ¡and ¡conclusion ¡ 7 ¡ 7 ¡

Where ¡is ¡the ¡opTmal ¡ BBU ¡hotel ¡locaTon? ¡

Link ¡length ¡between ¡antenna ¡site ¡and ¡nearest ¡CO ¡(km) ¡

400 ¡µs ¡ RTT ¡limit ¡

150 ¡µs ¡RTT ¡limit ¡ as ¡rule ¡of ¡ thumb ¡from ¡ RAN ¡vendors ¡ Cumulated ¡ ¡ antenna ¡site ¡number ¡(%) ¡

Core ¡CO ¡ IP ¡Mobile ¡Backbone ¡node ¡ Main ¡CO ¡

RAN ¡delay ¡requirement ¡limits ¡ BBU ¡placement: ¡ ¡ < ¡400 ¡µs ¡(~40 ¡km) ¡is ¡expected ¡ ¡

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IEEE ¡HPSR ¡Conference ¡| ¡Budapest, ¡2015 ¡July ¡1-­‑4 ¡| ¡FMC ¡Tutorial ¡| ¡Summary ¡and ¡conclusion ¡ 8 ¡

Backhaul ¡architecture ¡scenario: ¡ ¡ Controller ¡at ¡the ¡Main ¡Central ¡Office ¡

MBS: ¡Macro ¡Base ¡StaLon ¡ SC: ¡Small ¡Cell ¡ ODF: ¡OpLcal ¡DistribuLon ¡Frame ¡(pure ¡passive) ¡ ¡ CO: ¡Central ¡Office ¡ BNG: ¡Broadband ¡Network ¡Gateway ¡

Aims ¡at ¡an ¡ideal ¡ backhaul ¡with ¡very ¡ low ¡latency ¡ Can ¡be ¡combined ¡with ¡ decentralisaLon ¡of ¡ mobile ¡core ¡ funcLonaliLes ¡

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IEEE ¡HPSR ¡Conference ¡| ¡Budapest, ¡2015 ¡July ¡1-­‑4 ¡| ¡FMC ¡Tutorial ¡| ¡Summary ¡and ¡conclusion ¡ 9 ¡

Fronthaul ¡architecture ¡scenario: ¡ ¡ BBU ¡hotel ¡& ¡controller ¡at ¡the ¡Main ¡CO ¡ ¡

CPRI: ¡Common ¡Public ¡Radio ¡Interface ¡ MBS: ¡Macro ¡Base ¡StaLon ¡; ¡SC: ¡Small ¡Cell ¡ ¡ ODF: ¡OpLcal ¡DistribuLon ¡Frame ¡(pure ¡passive) ¡ CO: ¡Central ¡Office ¡ BNG: ¡Broadband ¡Network ¡Gateway ¡

Very ¡low ¡latency ¡< ¡400 ¡µs ¡(RTT) ¡and ¡high ¡ CPRI ¡data ¡rate ¡allow ¡inherent ¡ Coordinated ¡MulLpoint ¡scheme ¡support ¡

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Concluding ¡remarks ¡for ¡structural ¡convergence ¡

Two ¡main ¡approaches ¡can ¡be ¡considered ¡for ¡structural ¡ convergence ¡

  • Access ¡pushed ¡into ¡aggregaLon, ¡based ¡e.g. ¡on ¡NG-­‑PON2 ¡including ¡

WDM, ¡or ¡

  • AggregaLon ¡pushed ¡into ¡access, ¡based ¡e.g. ¡on ¡programmable ¡

DWDM ¡technologies ¡

Network ¡FMC ¡is ¡fundamental ¡for ¡future ¡5G ¡infrastructure ¡

  • To ¡achieve ¡end-­‑to-­‑end ¡management ¡and ¡orchestraLon ¡capabiliLes ¡

¡

¡

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IEEE ¡HPSR ¡Conference ¡| ¡Budapest, ¡2015 ¡July ¡1-­‑4 ¡| ¡FMC ¡Tutorial ¡| ¡Summary ¡and ¡conclusion ¡ 11 ¡ This ¡ongoing ¡work ¡receives ¡funding ¡from ¡the ¡European ¡Union's ¡Seventh ¡Framework ¡Programme ¡(FP7/2007-­‑2013) ¡under ¡grant ¡agreement ¡n° ¡317762 ¡“COMBO ¡project” ¡

¡ Presented ¡by ¡ ¡ annie.gravey@telecom-­‑bretagne.eu ¡ peter.olaszi@aiTa.ai ¡ bjorn.skubic@ericsson.com ¡

Dirk ¡Breuer ¡ Tibor ¡Cinkler ¡ Stéphane ¡Gosselin ¡ Annie ¡Gravey ¡ Ali ¡Hamidian ¡ Stefan ¡Höst ¡ Tahar ¡Mamouni ¡ Péter ¡Olaszi ¡ Stephan ¡Pachnicke ¡ Björn ¡Skubic ¡ Jose ¡Torrijos ¡Gijón ¡ Deutsche ¡Telekom ¡Laboratories, ¡Germany ¡ ¡ Budapest ¡University ¡of ¡Technology ¡and ¡Economics, ¡Hungary ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Orange ¡R&D, ¡France ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Telecom ¡Bretagne, ¡France ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Ericsson ¡Research, ¡Sweden ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Lund ¡University, ¡Sweden ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Orange ¡R&D, ¡France ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ AITIA ¡InternaTonal, ¡Inc., ¡Hungary ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ADVA ¡OpTcal ¡Networking ¡SE, ¡Germany ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Ericsson ¡Research, ¡Sweden ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Telefónica ¡InvesTgación ¡y ¡Desarrollo, ¡Spain ¡ ¡

Annie ¡Gravey ¡ Péter ¡Olaszi ¡ Björn ¡Skubic ¡