[論文レビュー] Analysis of WDM-PON for Next-Generation Back- and Fronthaul

Klaus Grobe, J.-P. Elbers|arXiv (Cornell University)|Apr 18, 2016

Advanced Photonic Communication Systems被引用数 2

ひとこと要約

本稿では、次世代モバイル回線バックホールおよびフロントホールに統合されたWDM-PONインfrastrucureを提案し、NG-PON2 TWDMを活用してFTTHと共存させる。中央集約型ベースバンドユニットプールにより、コスト効率の高い10 Gb/sフロントホールが実現可能であり、リソース共有によるコスト削減が可能である。

ABSTRACT

An analysis of next-generation infrastructure for mobile back- and fronthaul is presented. The same infrastructure can be used for wireline backhaul and dedicated business access. Possible coexistence with FTTH residential access based on NG-PON2 TWDM is also analyzed. Further, different locations for pools of base-band units in fronthaul scenarios are compared with regard to resulting cost. It turns out that fronthaul with highly concentrated base-band unit pools can be cost-efficient even if fronthaul bit rates reach 10 Gb/s.

研究の動機と目的

• 単一のWDM-PONインfrastrucureがモバイルバックホールおよびフロントホールの両方を効率的にサポートできるかを評価すること。
• このインfrastrucureがNG-PON2 TWDMベースのFTTH住宅アクセスとどのように共存するかを分析すること。
• フロントホールシナリオにおけるベースバンドユニットプールの配置場所（中央集約型対分散型）を比較し、コストへの影響を評価すること。
• 中央集約型ベースバンドユニットプールを用いた高容量フロントホール（最大10 Gb/s）のコスト効率を特定すること。

提案手法

• モバイルバックホールおよびフロントホール両サービスをサポートするWDM-PONネットワークアーキテクチャのモデル化。
• NG-PON2 TWDM技術を適用し、同じファイバーインfrastrucure上でFTTHアクセスと共存可能にする。
• 各種ベースバンドユニットプールの配置（中央集約型対分散型）をシミュレーションし、総導入および運用コストを比較する。
• ビットレートおよび距離パrameterを用いて、10 Gb/s容量におけるフロントホールのコストパフォーマンストレードオフを評価する。
• サービス隔離およびQoSを確保するため、スケーリング効率および波長割り当てを分析する。
• インfrastrucure共有および各サイトの機器削減によるコスト削減を定量的に評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 単一のWDM-PONインfrastrucureは、モバイルバックホールおよびフロントホールを効率的にサポートできるか？
• RQ2 NG-PON2 TWDMベースのFTTHとの共存は、ネットワーク性能およびリソース利用にどのように影響するか？
• RQ3 フロントホールシナリオにおけるベースバンドユニットプールの配置が、全体のシステムコストに与える影響は何か？
• RQ4 10 Gb/sフロントホールビットレートにおいて、中央集約型ベースバンドユニットプールはコスト効率が良いか？
• RQ5 WDM-PONを用いた高容量フロントホールを展開する際の主なコスト要因は何か？

主な発見

• 統合型WDM-PONインfrastrucureは、モバイルバックホールおよびフロントホール両サービスを効果的にサポートできる。
• NG-PON2 TWDMベースのFTTHとの共存は実現可能であり、異なるアクセスタイプ間でサービス品質を維持できる。
• 中央集約型ベースバンドユニットプールは、フロントホールシナリオにおける導入コストを顕著に削減する。
• ベースバンドユニットが高度に集中している場合、10 Gb/sビットレートのフロントホールもコスト効率が保たれる。
• インfrastrucure共有およびサイトごとの機器削減によるコスト削減が、中央集約処理の複雑さを上回る。
• 提案されたアーキテクチャにより、次世代モバイルネットワークのスケーラブルかつ経済的な展開が可能になる。