[논문 리뷰] Analysis of WDM-PON for Next-Generation Back- and Fronthaul

Klaus Grobe, J.-P. Elbers|arXiv (Cornell University)|2016. 04. 18.

Advanced Photonic Communication Systems인용 수 2

한 줄 요약

이 논문은 다음 세대 모바일 백홀 및 프론트홀을 위한 통합 WDM-PON 인fra를 제안하며, NG-PON2 TWDM를 활용해 FTTH와의 공존을 실현한다. 중심 집중형 베이스밴드 유닛 풀이 비용 효율적인 10 Gb/s 프론트홀을 가능하게 하여 자원 공유를 통해 구축 비용을 감소시킨다.

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.

연구 동기 및 목표

• 단일 WDM-PON 인fra를 사용하여 모바일 백홀 및 프론트홀 양 서비스를 효율적으로 지원할 수 있는지 평가하는 것.
• 이 인프라가 NG-PON2 TWDM 기반 FTTH 주거용 액세스와의 공존 가능성을 분석하는 것.
• 프론트홀 시나리오에서 베이스밴드 유닛 풀의 다양한 구축 위치를 비교하여 비용 영향을 평가하는 것.
• 중앙 집중형 베이스밴드 유닛 풀을 활용한 고용량 프론트홀(최대 10 Gb/s)의 비용 효율성을 규명하는 것.

제안 방법

• 모바일 백홀 및 프론트홀 서비스를 모두 지원하는 WDM-PON 네트워크 아키텍처 모델링.
• 동일한 파이버 인프라 상에서 FTTH 액세스와의 공존을 가능하게 하기 위해 NG-PON2 TWDM 기술 적용.
• 총 구축 및 운영 비용를 비교하기 위해 중심형 대비 분산형 베이스밴드 유닛 풀 위치를 시뮬레이션.
• 비트레이트 및 거리 파rameter를 사용하여 10 Gb/s 용량에서 프론트홀의 비용-성능 트레이드오프 평가.
• 서비스 격리 및 품질 보장 확보를 위해 스펙트럼 효율성 및 웨이브레인지 할당 분석.
• 기지국당 장비 수 감소 및 인프라 공유로 인한 비용 절감량 측정.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 단일 WDM-PON 인프라는 모바일 백홀 및 프론트홀 양 서비스를 효율적으로 지원할 수 있는가?
• RQ2 NG-PON2 TWDM 기반 FTTH와의 공존은 네트워크 성능 및 자원 활용도에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 프론트홀 시나리오에서 베이스밴드 유닛 풀의 위치가 전체 시스템 비용에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 10 Gb/s 프론트홀 비트레이트에서 중심 집중형 베이스밴드 유닛 풀링은 비용 효율적인가?
• RQ5 WDM-PON을 활용한 고용량 프론트홀 구축 시 주요 비용 요소는 무엇인가?

주요 결과

• 통합 WDM-PON 인프라는 모바일 백홀 및 프론트홀 서비스를 효과적으로 지원할 수 있다.
• NG-PON2 TWDM 기반 FTTH와의 공존은 실현 가능하며, 다양한 액세스 유형 간 서비스 품질을 유지한다.
• 중심 집중형 베이스밴드 유닛 풀링은 프론트홀 시나리오에서 구축 비용을 크게 감소시킨다.
• 베이스밴드 유닛이 고도로 집중되어 있을 경우 10 Gb/s 비트레이트의 프론트홀도 여전히 비용 효율적이다.
• 인프라 공유 및 현장 장비 수 감소로 인한 비용 절감 효과가 중심 처리의 복잡성보다 크다.
• 제안된 아키텍처는 차세대 모바일 네트워크의 확장성 있고 경제적인 구축을 가능하게 한다.