通信产业及关键技术发展

通信产业及关键技术的发展The Development of Telecommunication Industry & Key Technology李万林2010.12.05提纲通信行业发展趋势技术研究和产业化重点结束语通信业务的普及率进一步提升全球移动、固定、互联网用户数0500001000001500002000002500003000003500001998年1999年2000年2001年2002年2003年2004年2005年2006年2007年移动用户固定用户互联网用户中国移动、固定和互联网用户数01000020000300004000050000600001998年1999年2000年2001年2002年2003年2004年2005年2006年2007年单位：万户移动用户固定用户互联网用户移动用户44亿，普及率达到65%；移动用户7.00亿，普及率达到52.3%。2009年7月全球2009年7月全球2009年7月中国2009年7月中国移动通信和互联网是目前主流的通信载体通信领域的新一轮创新将围绕着移动通信与互联网的发展及融合展开网民15亿，普及20%；网民3.3亿，普及率25%。市场发展是移动宽带的驱动力Source: Juniper Research, Jan. 2010Voice centricdevice10 timesamountof trafficInforma Telecoms and Media, March 2010通信产业价值链Connectivity cost drivenanytime anywhereIP network“physical” transport accessswitching routingContent value addframe work billing content proxy“content” transportDRMcontent librarysession control, application enablingcontent/ service enablingclient networkingdevices & clientsEnterpriseMachineConsumerServices & Appz time/ value add charging hosted officePTT“value” transportQoS presence securityvertical applicationsMNOFNOuserprofiles/rolesGSM, HSDPA, 3G, WiMaxlicensedpublic/ wide areaBS连接层: 量和成本是竞争优势的关键ConnectivityHome/ Enterprisestationary(wireless/ wired)multimedia, Internet, radio, TV, MMCEthernetMMNTxDSLFTTxWiFiunlicensedPAN BT, UWB, (DECT)Service & Applications控制平台及应用层将逐步货物商品化Now FutureHardwarePlatformPlatformCarrier GradeOperating SystemCarrier GradeHigh AvailabilityMiddlewareHigh Availabilityl reFrameworks andOther Middlewareorks andOther Mi reApplicationsApplicationsSystem ArchitectureSystem IntegrationNetwork Equipment ProviderFrom Software IndustryFrom Hardware IndustryHardwarePlatformPlatformCarrier GradeOperating SystemCarrier GradeHigh AvailabilityMiddlewareHigh Availabilityl reFrameworks andOther Middlewareorks andOther Middlew reApplicationsApplicationsSystem ArchitectureSystem IntegrationPast/NowApplicationsCarrier GradeSystem SoftwareHardwarePlatformSystem ArchitectureSystem Integration Ongoing commodization of product components and system integration from bottom up通信网络结构概要Devices & ClientsNetworksMPMHSSConnectivityComputingServices/ AppzPlatformsIntelligenceIMNUMUMCPU, memory, air interface, opticsHLRSaaSPaaS云计算IaaS技术发展趋势- 通信网络 IP化，但底层物理继续适用100% IT/ IP-specific100% telco-specificMobile CarrierIT industry Enterprise Fixed Carrier Radio (air) interface strongly signal-centric and technology driven (e.g. spectrum efficiency) Appz and core increasingly built upon IT-based HW/ SW technology & platforms Access goes Ethernet/ IP, bit-stream oriented technologies physical layer strongly driven by optical technologies (e.g. WDM, PON) new appz and core built on IT and standards-based HW/ SW platforms based on IP data networks IP PBX on IT server VoIP soft clients on PC Business process integrated appz Build upon commercial/ standard IT platformsDevices smart phones/ CPEs are strongly IT driven (office appz, multi-media, ) strongly technology driven (e.g. miniaturization, low power, )Trendbut appropriate transmission physics are always required提纲通信行业发展趋势技术研究和产业化重点结束语通信产业的关键技术研究宽带化 无线：4G (IMT-Advanced)，带宽到1Gbps，技术趋向统一 有线：EPON ， GPON大规模使用，NGPON成为下一轮技术热点 基于IP技术的应用，网络趋向扁平 业务应用分布化，云计算技术、新型安全技术扁平化 通信从H2H到H2M，M2M，通信应用领域向末梢扩展 短距离通信、传感器等技术和通信紧密结合泛在化 各种降低设备TCO的技术和架构 广泛采用新型可再生能源绿色化多媒体化 宽带音视频技术，音视频采用统一编码无线通信扩张并需求有线通信支持stationarywalkingdrivingGSMGPRSEDGEDECT/PHSCDMAEV-DOEV-DVUMTSHSDPAHSUPAIEEE802.16eIEEE802.16a,dWLAN(IEEE 802.11x)F-OFDM (802.20)LTE/B3Gdata-rate10Mb/s1100.1 103104degree of mobilitycopperfiber ./RFID/ZigBeeUWB*The merging technologies such as DVB-H, DMB, MediaFLO are not covered 无线技术的宽带化进程GSM/GPRS/EDGE WCDMA HSPA HSPA+TD-SCDMA TD-HSPA TD-HSPA+LTE FDD LTE+TD-LTE TD-LTE+CDMA cdma2000 1x DO rev 0/A DO rev B UMB802.16e 802.16m10kbps100kbps 10Mbps 100Mbps 1GbpsIMT-2000低高110 100峰值用户速率EnhancedIMT-2000Enhancement移动性1000Mbps游牧和本地接入技术移动接入技术3G和增强型3G 演进型3G和4G移动通信迈向宽带化4G是当前标准化重点工作宽带化 扁平化 多媒体 绿色 泛在无线技术演进图主要趋势2010CDMA one EVDO Rev A(B)GSM/EDGE WCDMA/HSPA(+) Fixed WiMAX Mobile WiMAX802.16d 802.16eWiMAX802.16mLTERel8/9LTEAdv.20052013/20142009/2010无线技术演进详图GSM/GPRSEDGE, 200 kHzDL: 473 kbpsUL: 473 kbpsEDGEevoDL: 1.9 MbpsUL: 947 kbpsHSDPA, 5 MHzDL: 14.4 MbpsUL: 2.0 MbpsHSPA, 5 MHzDL: 14.4 MbpsUL: 5.76 MbpsHSPA+, R7DL: 28.0 MbpsUL: 11.5 Mbps2005/2006 2007/2008 2011/2012HSPA+, R8DL: 42.0 MbpsUL: 11.5 Mbpscdma20001xEV-DO, Rev. 0 1.25 MHzDL: 2.4 MbpsUL: 153 kbps1xEV-DO, Rev. A 1.25 MHzDL: 3.1 MbpsUL: 1.8 Mbps1xEV-DO, Rev. B 5.0 MHzDL: 14.7 MbpsUL: 4.9 MbpsHSPA+, R9DL: 84 MbpsUL: 23 MbpsDO-AdvancedDL: 32 Mbps and beyondUL: 12.4 Mbps and beyondLTE-Advanced R10DL: 1 Gbps (low mobility)UL: 500 MbpsFixed WiMAXscalable bandwidth1.25 28 MHztypical up to 15 MbpsMobile WiMAX, 802.16eUp to 20 MHz DL: 75 Mbps (2x2)UL: 28 Mbps (1x2)Advanced MobileWiMAX, 802.16mDL: up to 1 Gbps (low mobility)UL: up to 100 MbpsVAMOSDouble SpeechCapacityHSPA+, R10DL: 84 MbpsUL: 23 MbpsLTE (4x4), R8+R9, 20MHzDL: 300 MbpsUL: 75 MbpsUMTSDL: 2.0 MbpsUL: 2.0 MbpsLTE / LTE-AdvancedThe innovation platform for the next decade2004/52006/72008/9Development& Trials2009/102011/12Commercialproducts andnetworksSignificantdeploymentPrototypedevelopmentYou are here!Research andStandardsThe LTE eco systemhas developed fastbased on strong drivers.LTE生态系统正在形成LTE FDD 和 TD-LTE Several LTE platforms have been announced by device and chipset manufacturers and were demonstrated to carriers and at trade shows, Single mode (LTE) and multi mode (LTE/HSPA) modems are in the market, The first LTE phone is launched(on the MetroPCS network,operating in AWS spectrum) All major infrastructure vendoroffer commercial equipment24 chip set / terminal manufacturers reported platforms into GSA商用 LTE 网8 commercial LTE systems are launched (11/2010)MetroPCS(21.09.10)Telia Sonera(15.12.09)MTS / UCell(July / August 10)Mobyland / CenterNet(07.09.10)MobilkomAustria (19.10.10)Net4Mobility (Nov 2011)4G标准化的热点技术载波聚合连续的和非连续的载波聚合在一起形成20MHz以上的带宽 通过载波聚合，实现移动通信的宽带化 增加天线数量，利用空间维度进行 扩充，提升峰值速率和效率 上行支持4天线4个层的传输、下行支持8天线8个层的传输增强MIMO多点协作 在小区间和小区内对上下行联合接 收、联合发送以及干扰协调 协作将整体提升基站的性能，并改变基站的设计 采用层3中继方式，主要部署在小区 边缘和阴影区，以改善这些区域的覆盖中继站宽带化 扁平化 多媒体 绿色 泛在4G的未来发展重点技术1多天线和协同协同技术将进一步发展从天线之间的协同、扇区间的协同向基站间的协同发展，2软件无线电软件无线电技术将进一步应用在系统和终端的基带、射频设计上，以应对多模多频带来的挑战3频谱感知无线宽带的进一步发展，必然带来频谱的紧张，与非通信行业共享频谱资源是一个方向，这将带动频谱的自动识别、共享技术的应用4网络编码未来无线协作、中继、Mesh的发展需要引入网络编码的技术，深入挖掘网络编码在移动通信系统中的应用潜力无线通信下一步技术重点依然是提升移动网络的宽带化能力，提升频谱效率，同时软件无线电将成为新型基站的设计理念。宽带化 扁平化 多媒体 绿色 泛在RelayingCoMPCarrier AggregationLTE-Advanced主要技术和性能MIMO (DL) 8x8MIMO (UL) 4x4EnhancedSC-FDMAICICInterCellInterferenceCoordination有线接入的宽带化发展NowVDSL2VDSL2基于双绞线100M对称带宽PON无源光网络EPON1G/1G，1G/10GGPON1.25/2.5G，2.5/10G下一代无源光网络波分复用PON光码分复用PON波分时分混合PON波分码分混合PONNGPON宽带化 扁平化 多媒体 绿色 泛在有线接入技术的研究方向长距大分光比PON 支持60公里以上，1:256以上分光比 运营商需求：减少光接入网络OLT节点，支持更多FTTH用户 主要技术：使用长距有源设备，放大光信号，1:256以上分光比 NGPON和GPON的ODN重用 1G EPON和10G EPON的ODN重用PON技术共存宽带化 扁平化 多媒体 绿色 泛在HLRGGSN|SGSN/PDSNBSC/RANBSC/RNCMGWPDNBTSNodeBBTSCSCFHSSAGWIMSBTSBTSNodeBMSC无线接入网的扁平化宽带化 扁平化 多媒体 绿色 泛在无线接入网的基站控制器作为功能实体将消失，其相应功能将下移到基站和核心网无线网络要求自身具备SON 功能；无线接入网的基站控制器作为功能实体将消失，其相应功能将下移到基站和核心网无线网络要求自身具备SON 功能；核心网的扁平化过程IMSCircuit CoreLegacy Packet CoreEvolved Packet CoreCore Network2GPhase Out over time4GNon-3GPP语音业务 互联网业务Service Network3GTo pure EPS3G2G4G(LTE)核心网内部接口充分利用IP网络IP化扁平化EPC扁平化架构使得数据转发延迟更短宽带化EPC支持4G接入，上行达到50M，下行达到100M核心网在扁平化过程中，需有效提供语音业务核心网在扁平化过程中，需有效提供语音业务宽带化 扁平化 多媒体 绿色 泛在核心网扁平化过程中的关键技术研究多种接入技术的互通互联无缝切换业务的连续性语音业务的连续性移动互联网架构P2P、云计算宽带化 扁平化 多媒体 绿色 泛在统一的业务平台支撑业务分布化 互联网业务是未来新型业务发展的重点业务网络云计算M2MWidgetSDP社交网络 移动搜索即时消息移动广告 移动商务智能网 彩信短信彩铃WAP电信网业务移动互联网业务业务平台宽带化 扁平化 多媒体 绿色 泛在业务研究重点富通信套件RCS融合消息业务CPM融合地址簿CAB 通过M2M平台可以进行网络和设备经营、流量经营、平台经营、业务经营。通过M2M平台可以进行网络和设备经营、流量经营、平台经营、业务经营。云技术可以有效降低Capex和Opex。云技术可以改造业务网络的架构。云技术可以在未来互联网业务竞争上提供成本优势。M2M 云计算 业务整合宽带化 扁平化 多媒体 绿色 泛在多媒体技术向移动网络渗透多媒体业务ISDNPONVDSLCATVxDSL1990100K1M10M100M1G1995 2010数据速率1K10KVoicebandmodem20052000 WCDMA/TD-SCDMA EV-DOIMT-AdvancedHSDPAIMT-200010G GPRSGSM/CDMA WiMX/LTEcdma2000 CDMA 1x 无线宽带能力的快速提升，多媒体向移动网渗透的步伐也逐步加快宽带化 扁平化 多媒体 绿色 泛在编解码技术应用在通信的各个节点IPAVT视频流媒体服务器音乐流媒体服务器终端编解码（处理）接入网/承载网（透传）媒体网关（处理）转码器（处理）媒体服务器（处理）终端编解码（处理）接入网/承载网（透传）转码（处理）媒体网关（处理）BSCBSCMGWMSCe HLReCDMA network2G3GIPTDM or IPTDMMGWGMSCeBSCRNCMGWMSCeHSS WCDMA/GSM network2G3GATM or IPTDM or IPMGWGMSCeTDMTDM or IPTDM or IPPSTNIPIPsoftswitchIPIPISDNAVTAVTAVTTG/AG/IAD/MSAG宽带化 扁平化 多媒体 绿色 泛在多媒体是发展未来业务的关键技术点多媒体业务语音业务数据业务视频业务融合多媒体是未来业务发展必然趋势演进全媒体融合(AMS)发展信源（音视频）编解码作为多媒体基础技术、其作用越来越突出。电视手机个人电脑三屏合一宽带化 扁平化 多媒体 绿色 泛在音频编解码发展趋势 ITU-T SG16/Q9语音(300Hz-3.4kHz)算法(8/16/32/48kHz Sample) 窄带-宽带-超宽带-全带 单通道-多通道 降低算法复杂度、延时、码率，提升声音质量从窄带向宽带，超宽带及全带发展，并提供高保真音质 ISO/IEC MPEG 音频(20Hz-20kHz)算法(48kHz/96kHz Sample)MPEG-1 P3 (MP3) MPEG-2 P3/P7（AAC） MPEG-4 AAC MPEG4-P3 2003 (HEAAC) MPEG4-P3 2004(HEAAC V2)宽带化 扁平化 多媒体 绿色 泛在视频编解码发展趋势 ITU-T SG16/Q6(VCEG) H.264 SVC/MVC维护工作 下一代视频编码(NGVC)算法征集工作 ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 (MEPG) 高性能编码标准(HVC)算法征集工作1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004MPEG-1 MPEG-4H.262/MPEG-2 H.264/AVCH.261 H.263 H.263+ H.263+2006preparation AVS1-P2/7MPEGISO/IEC JCT1/SC29/WG11JVTITU-T/MPEGVCEGITU-T/SG16/Q6China2008 2010H.264 SVC H.264 MVCAVSAVS2HVCNGVCAVS AVS1-P2 面向移动应用档次算法 提升编码效率，降低算法复杂度 下一代视频编码标准(AVS2)征集工作视频向更高清晰度画质发展宽带化 扁平化 多媒体 绿色 泛在编解码研究重点音频编解码统一的自适应的音视频编解码算法视频编解码宽带化 扁平化 多媒体 绿色 泛在绿色通信网络扁平化基站功率降低基站工艺改进功放效率提升塔放和美化设计多制式统一再生能源的使用分布式天线多制式BBU多天线、