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17ª Rio Wireless
Diretoria de Estratégia, Tecnologia e Arquitetura de Rede
Ger. Estratégia e Arquitetura de Rede
LTE Broadcast
Alberto Boaventura
SmartPhone, universalização da banda larga e a transformação digital
0,0 B
0,5 B
1,0 B
1,5 B
2,0 B
2,5 B
2009 2010 2011 2012 2013 2014*
MBB Developing
MBB Developed
FBB Developing
FBB Developed
WorldBroadbandSubscriptions(Billions)
Fonte: ITU/ICT/MIS 2014
ACESSOS FIXOS VS MÓVEL
132 89 113 147
117 161 146 103
181 170 149 151
110
59 66 43
540 min
479 min 474 min
444 min
Indonesia China Brazil USA
TV Laptop+PC Smartphone Tablet
Fonte: KPCB & Milward Brown 2014
DailyDistr.OfScreenMinutes
TEMPO DE VISUALIZAÇÃO PERCENTUAL DO TRÁFEGO GLOBAL DA INTERNET
53%
30%
8% 7%
1%
29%
25%
30%
13%
3,20%
PC TV Smartphone Tablets M2M
2015 2020
Fonte: Cisco VNI 2016
0,4 B 0,7 B
1,2 B
1,9 B
2,6 B
3,3 B
3,9 B
4,4 B
4,9 B
5,4 B
5,8 B
19%
30%
42%
52%
59%
65%
69%
72% 74% 75% 76%
5%
8%
13%
22%
32%
40%
46%
51%
56%
60%
63%
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
Países Desenvolvidos
Não Desenvolvidos
PENETRAÇÃO DOS SMARTPHONES PREÇO TRANSFORMAÇÃO DIGITAL
Fonte: GSMA The Mobility Economy 2016
2008 2009 2010 2011 2012 2013
$430
$335
$300
$350
$400
$450
Dados de 2014
USD %GDI
Índia $158 10,1%
China $243 3,8%
Brasil $319 2,7%
Russia $232 1,8%
Japão $232 0,6%
Fonte: KPCB Internet Trends 2014-2016
1960 1970 1980 1990 2020+
Mainframe Mini
Desktop
Internet
Mobile
Internet
1 MM+ 10 MM+
100 MM+
1 B+
10 B+
Fonte: Morgan Stanley
Smartphone e a Era de dados: Explosão do tráfego de vídeo
TRÁFEGO DE DADOS VS VOZ
2011 2012 2013 2014 2015 2016
1
0
3
2
5
4
6
Tráfegomensal(UL+DL)emEB
voz
dados
Fonte: Ericsson Mobility Report 2016
TRÁFEGO DE VÍDEO EM RELAÇÃO AO TOTAL
CONTEÚDO DE VÍDEO
2 EB
3 EB
5 EB
9 EB
13 EB
20 EB
4 EB
6 EB
10 EB
15 EB
22 EB
31 EB
2015 2016 2017 2018 2019 2020
O Vídeo na Rede Móvel
tem um crescimento
anual composto (CAGR)
de 62%
Tráfego de Vídeo e Dados Móvel Mensal em ExaByte
Fonte: Cisco VNI 2016
65-70% do tráfego de dados
será de vídeo em 2020
TRÁFEGO INDOOR
39%
32%
14%
4%
11%
In Car
At Home
At Work
Travelling
Others
A densidade de tráfego indoor pode ser
milhares de vezes maior que o outdoor: O
número de pessoas em estádios por km2,
pode alcançar a 1 milhão, contra dezenas de
milhares pessoas nos grandes centros
urbanos.
50% e 80% dos tráfegos de voz e dados
respectivamente são realizados em
ambiente indoor. #Conteúdos
Popularidade
Mais populares
Long tail
Concentração de conteúdos:
Poucos conteúdos são populares
e a maioria não é.
Fonte: GSMA The 4G Broadcasting Opportunity
Poucos
Conteúdos
O que é o LTE Broadcast?
Padrão chamado de eMBMS (Evolved Multicast & Broadcast Multimedia Services), constitui num arcabouço
de recomendações do 3GPP (TS 22.146, TS 23.246, TS 26.346, TS 36.44X) para entrega eficiente de conteúdo
dos serviços de broadcast e multicast, tanto em âmbito local/celular, regional ou em toda a rede.PDSCH
Core Conteúdo
Unicast
 Transmissão um a um;
 Cada usuário envia e recebe os dados individualmente
 VOD, e-mail.; web; MMS etc.
Broadcast/Multicast
 Transmissão um para vários;
 Mais eficiente e menor custo para conteúdos comuns;
 Áudio/Vídeo streamings, push media; atualização de OS.
PDSCH
PMCH
PDSCH
PMCH
PMCH
Core Conteúdo
Como funciona o LTE Broadcast?
● BM-SC (Broadcast Multicast Service Center):
– Gerencia as sessões de MBMS em geral, provendo membership, sessão e
transmissão, proxy e transporte, anúncio do serviço, segurança, e
sincronização de conteúdo;
● MBMS GW (eMBMS Gateway) :
– Distribui o plano do usuário para o eNBs usando o IP Multicast;
– Executa o controle de sessão do MBMS, sinalizando ao E-UTRAN através do
MME ;
● MCE (Multi-cell/multicast Coordination Entity)
– Pode ser separado ou integrado ao eNB;
– Provê o Admission Control;
– Alocação de recursos de rádio tempo/ frequência para o eMBMS;
– Decide a configuração de rádio e qualidade;
● BSF (Bootstraping Server Function)
– Fornece funções para autenticação mútua de equipamentos de usuário e
servidores desconhecidos entre si e para 'bootstrapping' de troca de chaves
de sessão;
Elementos da Rede eMBMS
S1-U
S11
PCRF
HLR/HSS
OCS/
OFCS
Internet
S5
S-GW P-GW
MME
IMS
Gx
RxS6a
SGi
Gy/Gz
Sy
Ro/Rf
Sh
Sp
MBMS
GW
BM SC BSF
Zh
Zn
Sm
SGi
SGnb
MCE
S1-AP
M1
1588v2
x
Rede LTE convencional/Existente
Novos Elementos do eMBMS
Encoder/Middleware/terminal
Como funciona o LTE Broadcast?
● Interface Aérea:
– Até 6 Subframes;
– Extended CP;
– Pilotos Específicos;
– Novos Canais: Lógicos (MCCH e MTCH); Transporte (MIDI); Físico (MTCH);
– Novas informações no BCCH: SIBs (SIB2, SIB3 e SIB12);
● MBSFN (Multicast Broadcast Single Frequency Network):
– Permite a combinação eficiente do sinal OFDM no UE para alcançar melhores valores de
SNR;
– Redes LTE síncronas permitem o Single Frequency Network (MBSFN);
– O mesmo sinal transmitido por múltiplas eNBs na mesma área MBSFN;
● MooD (MBMS operation on Demand):
– Disponível no Rel12, permite a comutação dinâmica entre Unicast e Broadcast sobre LTE,
com base em triggers configurados. O trigger pode ser alcançado pela demanda (isto é,
através do consumo do serviço do usuário) ou pré-agendado com base em eventos;
● SC-PTM (Single Cell to Multipoint):
– Ajusta dinamicamente por célula o multicast através do uso de canais convencionais do LTE
(PDSCH);
– Útil para cobertura em estádios e aplicações como carro conectado;
Funcionalidades
SF0 SF1 SF2 SF3 SF4 SF5 SF6 SF7 SF8 SF9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Subframe
Single-cell
Transmission
Multi-cell transmission
MBSFN RS + Data
PCCH BCCH CCCH DCCH DTCH MCCH MTCH
PCH BCH DL-SCH MCH
PDCCH PBCH PDSCH MTCHPCFICH PHICH
MAC
PHY
MBSFN
Area
MBSFN
Area
MBSFN Service Area
MME
MCE
MBMS
GW
BM SC
Info de Controle
(início e fim da sessão,
área)
Info de Controle
(área de MBSFN, modulação,
código )
Info de Controle
(início e fim da
sessão)
Dados
(e sincronismo)
Dados
Como funciona o LTE Broadcast?
● Middleware:
– Software disponibilizado aos dispositivos que garante um conjunto de funcionalidades
para funcionamento dos serviços eMBMS e seu desenvolvimento através de APIs;
● DASH (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP):
– Solução padronizada e adaptável para transporte streaming de vídeo em segmentos de
arquivo com diferentes esquemas de codificação;
– Reusa o protocolo HTTP e CDNs amplamente empregados, e minimiza os firewalls
através de solicitações de HTTP padrão ;
– A reprodução controlada pelo cliente seleciona uma taxa otimizada baseada nas
condições dinâmicas do canal e mídia;
– Permite uma transição entre conteúdos unicast e broadcast baseado na sua
popularidade;
● FLUTE (File Delivery over Unidirectional Transport):
– Permite a distribuição de arquivos (segmentos DASH) das sessões eMBMS através de
links unidirecionais usando UDP (mapeados em objetos FLUTE);
– Os arquivos são listados em uma tabela de entrega de arquivos (FDT). Cada arquivo tem
um nome e um local, tipo de conteúdo, identificação informações de expiração e um
hash. O receptor precisa saber quais arquivos e como montar a sessão a partir dos
dados que receberá;
– Pode fazer uso do recurso de reparo de arquivos unicast - permitindo que os UEs
busquem quaisquer segmentos de arquivos ausentes;
Arquitetura das Aplicações
Media Player
DRM
DASH
Client
Middleware
FLUTE
DASH
Server
FEC
File
Man.
Modem
Segur. eMBMS
IP Stack/Kernel
HW (Acelerador, Display, Speakers,
Antena etc,)
Aplicações
Media Player
DRM
DASH
Client
Middleware
FLUTE
DASH
Server
FEC
File
Man.
Modem
Segur. eMBMS
IP Stack/Kernel
HW (Acelerador, Display, Speakers, Antena etc,)
Aplicações
BM SC
HTTP
Server
Headend
Encoder CDN
HTTP
HTTP
Anúncio
Relatório de QoE
Reparo de Arquivo
Broadcast de
Conetúdo
MBMS/FLUTE
Como funciona o LTE Broadcast?
Player
DASH
Middleware
Modem
API+SDK
Core eMBMS
Video
Server
(Live)
Encoder
File
Server
1
Anúncio do Serviço
Vídeo
Outros dados
2
● Fluxo para Início da Sessão
1. Um usuário se associa a um serviço de conteúdo via seu terminal
habilitado através de um HTTP request. O provedor cria um
identificador de serviço TMGI que permite a identificação deste
conteúdo específico na rede LTE pelo dispositivo;
2. O aplicativo do dispositivo reconhece os anúncios de serviço e solicita
ao middleware que sejam atualizados aqueles para o TMGI que está
mapeado para o conteúdo desejado. Isso resulta em uma verificação
regular dos anúncios de serviço relacionados pelo dispositivo;
3. Antes do início da distribuição de difusão LTE, o provedor de conteúdo
fornece ao operador de rede móvel os detalhes da distribuição de
conteúdo. Isso inclui os metadados de serviço (por exemplo, arquivos
de manifesto com MPEG DASH) que são usados ​​no anúncio de serviço;
4. Se o pedido de distribuição do conteúdo for aceito pela operadora da
rede móvel, é iniciado um anúncio de serviço sobre a disponibilidade
de conteúdo. O middleware MBMS no dispositivo informa ao aplicativo
que o conteúdo estará disponível em breve;
5. O usuário escolhe o conteúdo no dispositivo, que sintoniza o canal de
transmissão apropriado e recebe os segmentos DASH para o fluxo de
conteúdo. O conteúdo de reprodução é representado como um serviço
de streaming (através do leitor DASH) no dispositivo. Para
smartphones, usuário continua a ser capaz de fazer chamadas de voz e
ter acesso à internet e redes sociais via unicast, tanto quanto a
capacidade disponível de broadcast;
3
45
O dispositivo se registra ao LTE Broadcast
A rede inicia o anúncio ao serviço
O usuário se associa a um serviço
A rede inicia a sessão
A rede inicia a transferência de dados
A rede para a sessão
SessãodeeMBMS
1
5
4
Onde o LTE Broadcast pode ser usado? Onde estão as oportunidades?
Periodicidade
Abrangência
Acidente
de Trânsito
Evento
Esportivo
(Câmeras
Exclusivas)
Concerto
(Rock in Rio)
Anúncios em
Aeroportos
Informações
Turísticas
Inundações
Terremotos
TV de BairroInformações
de Tráfego
Alerta
Nacional
Atualização
de Software
Assinatura
Digital
TV Aberta
Canal de
Notícias
TV de Shopping
Centers
Push-to-Talk
Push-to-Vídeo
(Segurança Pública)
Streaming de
Áudio (Rádio)
Atualização de
dados de GPS
Jogos e
Realidade Aumentada
JAN
1
Deslizamentos
Notificações
(Segurança Pública)
Suporte ao Carro
Conectado
M2M
Por que o broadcast com LTE?
OTIMIZAÇÃO DE RECURSOS MULTIPLAS TELAS E DISPOSITIVOS
Suporte a múltiplas telas;
Melhor experiência pela eliminação do
congestionamento do uniqcast;
Solução atraente para serviços de Mobile TV com
custo efetivo devido a otimização de recursos

Não há necessidade de novo modem, pois usa uma
função nativa do LTE;
Otimiza a entrega de conteúdo comum em comparação
ao unicast;
Uso da mesma rede para prover serviços móveis e de
difusão de conteúdo;
Gerência mais efetiva de investimentos e rede;
CONVERGÊNCIA DE SERVIÇOS
+
Criação de novos modelos de negócio entre
broadcasters e operadoras;
Provê interatividade para o broadcast através do
unicast
Expande o conteúdo de TV com potencial exploração
de serviços de propaganda;
COBERTURA
Aproveita a cobertura existente indoor do LTE;
Cobertura em túneis, metro etc;
Pode ser melhorada com o uso de SmalLCells e
Femtocells;
Cobertura dedicada do serviço aos locais de interesse
=> propaganda e conteúdo local ;
CAPACIDADE
256 QAM
High Order DL-MIMO
& Advanced UL-MIMO
Modulação de maior ordem com 256QAM (33%
adicionais em relação ao 64QAM);
MIMO 2x2 e MIMO 4x4;
Evolução para o 5G;
OUTRAS BANDAS
Internet
LTE+
LTE-U/LAA
MuLTEFire ... ...
Freq.
20 MHz
Channel
s
Clear
Channel
5GHz
Uso de mais de 40 esquemas de frequências;
Suporte a banda não licenciada na faixa de 5GHx com
as tecnologias LTE-U/LAA
A Faixa de 5GHz é abundante com 500 MHz de
largura;
EPC
ISDB-T x LTE Broadcast
ISDB-T LTE Broadcast
O que é
Padrão técnico para transmissão de televisão digital utilizada em países da
América Latina com base no padrão japonês ISDB-T. Entrou em operação
comercial em 2 de dezembro de 2007, em São Paulo, Brasil, como SBTVD
(Sistema Brasileiro de Televisão Digital)
Padrão técnico definido num arcabouço de recomendações do 3GPP para
entrega em multicast e broadcast de conteúdo nas redes móveis tanto dentro
de uma célula, parte da rede ou dentro da rede inteira.
Presença Mundial
Brasil, Peru, Argentina, Chile, Honduras, Venezuela, Equador , Costa Rica,
Paraguai, Filipinas, Bolívia, Nicarágua, El Salvador e Uruguai.
EUA (Verizon), Coreia (KT).
Hoje o LTE está presente em mais de 190 países com mais de 490 redes.
Espectro Espectro VHF/UHF nas faixas de 400-700 MHz
Em teoria todos os mais de 40 esquemas de frequência do LTE com bandas
licenciadas e não licenciadas
Canalização
São 13 segmentos OFDM de 428,57 kHz numa ocupando 5,57 (6) MHz
3 modos de operação Mode 1: 108 subportaodras; Mode 2: 216
portadoras; Mode 3: 432 subportadoras por segmento
Estruturado em Resource Blocks com 200 kHz de banda, agrupamento de 7
símbolos e 12 subportadoras de 15 kHz.
Pode ser usados esquemas de portadoras de 1,4/3/5/10/15/20MHz
Múltiplo Acesso OFDM SOFDMA/SC-FDMA/SDMA(MIMO)
Modulação DQPSK, QPSK, 16QAM e 64QAM QPSK, 16QAM, 64QAM e 256 QAM
Taxa Máxima
Taxa por segmento 1787 kbps (64QAM).
Em 13 segmentos, 13x1787 = 23 Mbps.
1 Resource Block (MIMO 2x2 e 256QAM) = 2688 kbps
60% de 1 Portadora de 10 MHz (MIMO 2x2 e 256QAM) = 80 Mbps
Cobertura Poucas estações com alta potência de transmissão em faixas de VHF/UHF.
Muitas estações em diversas frequências, ambientes indoor como: túneis,
metro, estádios, arenas etc.
Codificação de Vídeo
Video: H264 –MPEG4 Part 10.
Audio: HE-AAC (AAC+) 2.0 ou 5.1
Não há dependência do padrão de codificação.
Suporte a HEVC (H.265), H.264 etc.
Ecossistema
Ecossistema dedicado aos países que suportam este padrão para
transmissão digital.
Hoje o LTE conta com quase de 8000 tipos de dispositivos.
O eMBMS é padrão do LTE desde o seu primeiro release. Porém o suporte
depreenderá do requisito da operadora.
Evolução Limitação para suporte a taxas mais elevadas como 4k e 8k etc. A limitação é associada aos recursos associados: portadora e antenas MIMO.
Pontos de Atenção
Ausência de evolução para padrões de TV com resolução superiores
Tecnologia praticamente limitada aos serviços de TV
Apesar do grande apelo com tecnologia madura, ainda não foi mundialmente
adotado.
Visão do 5G segundo O Next Generation Mobile Network (NGMN)
CASOS DE USO MODELOS DE NEGÓCIO CRIAÇÃO DE VALOR
Provedor de
Ativos
Provedor de
Conectividade
Provedor de
Serviço de
Parceiros
XaaS; IaaS; NaaS; PaaS
Network Sharing
Conectividade Básica
Conectividade Avançada
Serviços enriquecidos pelo parceiro
Serviço enriquecido fornecido pela
operadora
Broadband Access in
Dense Areas
Broadband Access
Everywhere
Higher User Mobility Massive Internet of Things
Extreme Real-Time
Communications Lifeline Communications
Ultra-reliable
Communications Broadcast-like Services REDE CONFIÁVEL E FLEXÍVEL
SERVIÇOEXPERIÊNCIATRUST
segurança
Identidade
Privacidade
TempoReal
Seamless
Personaliz.
Interação&
Tarifação
QoS
Contexto
"5G é um ecossistema de fim a fim para permitir uma sociedade móvel e conectada. Permite a criação de valor
para clientes e parceiros, através de casos de uso existentes e novos, com experiência consistente e por modelos
de negócios sustentáveis."
Atributo 3GPP Release 12 Requisitos do NGMN
Throughput por Usuário Áté 100 Mbps de média com
picos de 600 Mbps (Cat11/12)
> 10 X acima da taxa média e picos com
taxas de > 100 X na borda da célula
Latência 10 ms para duas vias RAN (pre-
scheduled)
Tipicamente 50 ms e2e I
> 10X (menor)
Mobilidade Functional up to 350 km/h
No support for civil aviation
> 1,5 X
Eficiência Espectral DL: 0,074-6,1 bps/Hz
UL: 0.07-4.3 bps/Hz
Aumento significativo
Densidade de Conectividade 2000 Users Ativos/km2 > 100 X
2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2020+
Release 16 &
5G Enh (ITU)
Release 15 & 5G
SI/WI (sub 40 GHz)
Evaluation &
Specification
Proposal
Submission
Tech. Requirements &
Eval. Methodology
Vision, Technology & Spectrum
Cronograma do 5G
WRC15WRC12 WRC19
Trials & ComercializaçãoPadronizaçãoPre-padronizaçãoPesquisa Exploratória
First Release
White Paper
Requirements &
Tech. feasibility
Release 14 & 5G SIRelease 10-13
NFV Phase 3NFV Phase 2NFV Phase 1
MEC Phase 2MEC Phase 1
RG on Cloud based Mobile Core Net.
for 5G
Evolution to SDN Open FlowOpen Daly Light
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Esforçointensivoeextensivoportodososórgãosde
padronização
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  • 1. GSMA Latin amErica TECT 17ª Rio Wireless Diretoria de Estratégia, Tecnologia e Arquitetura de Rede Ger. Estratégia e Arquitetura de Rede LTE Broadcast Alberto Boaventura
  • 2. SmartPhone, universalização da banda larga e a transformação digital 0,0 B 0,5 B 1,0 B 1,5 B 2,0 B 2,5 B 2009 2010 2011 2012 2013 2014* MBB Developing MBB Developed FBB Developing FBB Developed WorldBroadbandSubscriptions(Billions) Fonte: ITU/ICT/MIS 2014 ACESSOS FIXOS VS MÓVEL 132 89 113 147 117 161 146 103 181 170 149 151 110 59 66 43 540 min 479 min 474 min 444 min Indonesia China Brazil USA TV Laptop+PC Smartphone Tablet Fonte: KPCB & Milward Brown 2014 DailyDistr.OfScreenMinutes TEMPO DE VISUALIZAÇÃO PERCENTUAL DO TRÁFEGO GLOBAL DA INTERNET 53% 30% 8% 7% 1% 29% 25% 30% 13% 3,20% PC TV Smartphone Tablets M2M 2015 2020 Fonte: Cisco VNI 2016 0,4 B 0,7 B 1,2 B 1,9 B 2,6 B 3,3 B 3,9 B 4,4 B 4,9 B 5,4 B 5,8 B 19% 30% 42% 52% 59% 65% 69% 72% 74% 75% 76% 5% 8% 13% 22% 32% 40% 46% 51% 56% 60% 63% 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 Países Desenvolvidos Não Desenvolvidos PENETRAÇÃO DOS SMARTPHONES PREÇO TRANSFORMAÇÃO DIGITAL Fonte: GSMA The Mobility Economy 2016 2008 2009 2010 2011 2012 2013 $430 $335 $300 $350 $400 $450 Dados de 2014 USD %GDI Índia $158 10,1% China $243 3,8% Brasil $319 2,7% Russia $232 1,8% Japão $232 0,6% Fonte: KPCB Internet Trends 2014-2016 1960 1970 1980 1990 2020+ Mainframe Mini Desktop Internet Mobile Internet 1 MM+ 10 MM+ 100 MM+ 1 B+ 10 B+ Fonte: Morgan Stanley
  • 3. Smartphone e a Era de dados: Explosão do tráfego de vídeo TRÁFEGO DE DADOS VS VOZ 2011 2012 2013 2014 2015 2016 1 0 3 2 5 4 6 Tráfegomensal(UL+DL)emEB voz dados Fonte: Ericsson Mobility Report 2016 TRÁFEGO DE VÍDEO EM RELAÇÃO AO TOTAL CONTEÚDO DE VÍDEO 2 EB 3 EB 5 EB 9 EB 13 EB 20 EB 4 EB 6 EB 10 EB 15 EB 22 EB 31 EB 2015 2016 2017 2018 2019 2020 O Vídeo na Rede Móvel tem um crescimento anual composto (CAGR) de 62% Tráfego de Vídeo e Dados Móvel Mensal em ExaByte Fonte: Cisco VNI 2016 65-70% do tráfego de dados será de vídeo em 2020 TRÁFEGO INDOOR 39% 32% 14% 4% 11% In Car At Home At Work Travelling Others A densidade de tráfego indoor pode ser milhares de vezes maior que o outdoor: O número de pessoas em estádios por km2, pode alcançar a 1 milhão, contra dezenas de milhares pessoas nos grandes centros urbanos. 50% e 80% dos tráfegos de voz e dados respectivamente são realizados em ambiente indoor. #Conteúdos Popularidade Mais populares Long tail Concentração de conteúdos: Poucos conteúdos são populares e a maioria não é. Fonte: GSMA The 4G Broadcasting Opportunity Poucos Conteúdos
  • 4. O que é o LTE Broadcast? Padrão chamado de eMBMS (Evolved Multicast & Broadcast Multimedia Services), constitui num arcabouço de recomendações do 3GPP (TS 22.146, TS 23.246, TS 26.346, TS 36.44X) para entrega eficiente de conteúdo dos serviços de broadcast e multicast, tanto em âmbito local/celular, regional ou em toda a rede.PDSCH Core Conteúdo Unicast  Transmissão um a um;  Cada usuário envia e recebe os dados individualmente  VOD, e-mail.; web; MMS etc. Broadcast/Multicast  Transmissão um para vários;  Mais eficiente e menor custo para conteúdos comuns;  Áudio/Vídeo streamings, push media; atualização de OS. PDSCH PMCH PDSCH PMCH PMCH Core Conteúdo
  • 5. Como funciona o LTE Broadcast? ● BM-SC (Broadcast Multicast Service Center): – Gerencia as sessões de MBMS em geral, provendo membership, sessão e transmissão, proxy e transporte, anúncio do serviço, segurança, e sincronização de conteúdo; ● MBMS GW (eMBMS Gateway) : – Distribui o plano do usuário para o eNBs usando o IP Multicast; – Executa o controle de sessão do MBMS, sinalizando ao E-UTRAN através do MME ; ● MCE (Multi-cell/multicast Coordination Entity) – Pode ser separado ou integrado ao eNB; – Provê o Admission Control; – Alocação de recursos de rádio tempo/ frequência para o eMBMS; – Decide a configuração de rádio e qualidade; ● BSF (Bootstraping Server Function) – Fornece funções para autenticação mútua de equipamentos de usuário e servidores desconhecidos entre si e para 'bootstrapping' de troca de chaves de sessão; Elementos da Rede eMBMS S1-U S11 PCRF HLR/HSS OCS/ OFCS Internet S5 S-GW P-GW MME IMS Gx RxS6a SGi Gy/Gz Sy Ro/Rf Sh Sp MBMS GW BM SC BSF Zh Zn Sm SGi SGnb MCE S1-AP M1 1588v2 x Rede LTE convencional/Existente Novos Elementos do eMBMS Encoder/Middleware/terminal
  • 6. Como funciona o LTE Broadcast? ● Interface Aérea: – Até 6 Subframes; – Extended CP; – Pilotos Específicos; – Novos Canais: Lógicos (MCCH e MTCH); Transporte (MIDI); Físico (MTCH); – Novas informações no BCCH: SIBs (SIB2, SIB3 e SIB12); ● MBSFN (Multicast Broadcast Single Frequency Network): – Permite a combinação eficiente do sinal OFDM no UE para alcançar melhores valores de SNR; – Redes LTE síncronas permitem o Single Frequency Network (MBSFN); – O mesmo sinal transmitido por múltiplas eNBs na mesma área MBSFN; ● MooD (MBMS operation on Demand): – Disponível no Rel12, permite a comutação dinâmica entre Unicast e Broadcast sobre LTE, com base em triggers configurados. O trigger pode ser alcançado pela demanda (isto é, através do consumo do serviço do usuário) ou pré-agendado com base em eventos; ● SC-PTM (Single Cell to Multipoint): – Ajusta dinamicamente por célula o multicast através do uso de canais convencionais do LTE (PDSCH); – Útil para cobertura em estádios e aplicações como carro conectado; Funcionalidades SF0 SF1 SF2 SF3 SF4 SF5 SF6 SF7 SF8 SF9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Subframe Single-cell Transmission Multi-cell transmission MBSFN RS + Data PCCH BCCH CCCH DCCH DTCH MCCH MTCH PCH BCH DL-SCH MCH PDCCH PBCH PDSCH MTCHPCFICH PHICH MAC PHY MBSFN Area MBSFN Area MBSFN Service Area MME MCE MBMS GW BM SC Info de Controle (início e fim da sessão, área) Info de Controle (área de MBSFN, modulação, código ) Info de Controle (início e fim da sessão) Dados (e sincronismo) Dados
  • 7. Como funciona o LTE Broadcast? ● Middleware: – Software disponibilizado aos dispositivos que garante um conjunto de funcionalidades para funcionamento dos serviços eMBMS e seu desenvolvimento através de APIs; ● DASH (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP): – Solução padronizada e adaptável para transporte streaming de vídeo em segmentos de arquivo com diferentes esquemas de codificação; – Reusa o protocolo HTTP e CDNs amplamente empregados, e minimiza os firewalls através de solicitações de HTTP padrão ; – A reprodução controlada pelo cliente seleciona uma taxa otimizada baseada nas condições dinâmicas do canal e mídia; – Permite uma transição entre conteúdos unicast e broadcast baseado na sua popularidade; ● FLUTE (File Delivery over Unidirectional Transport): – Permite a distribuição de arquivos (segmentos DASH) das sessões eMBMS através de links unidirecionais usando UDP (mapeados em objetos FLUTE); – Os arquivos são listados em uma tabela de entrega de arquivos (FDT). Cada arquivo tem um nome e um local, tipo de conteúdo, identificação informações de expiração e um hash. O receptor precisa saber quais arquivos e como montar a sessão a partir dos dados que receberá; – Pode fazer uso do recurso de reparo de arquivos unicast - permitindo que os UEs busquem quaisquer segmentos de arquivos ausentes; Arquitetura das Aplicações Media Player DRM DASH Client Middleware FLUTE DASH Server FEC File Man. Modem Segur. eMBMS IP Stack/Kernel HW (Acelerador, Display, Speakers, Antena etc,) Aplicações Media Player DRM DASH Client Middleware FLUTE DASH Server FEC File Man. Modem Segur. eMBMS IP Stack/Kernel HW (Acelerador, Display, Speakers, Antena etc,) Aplicações BM SC HTTP Server Headend Encoder CDN HTTP HTTP Anúncio Relatório de QoE Reparo de Arquivo Broadcast de Conetúdo MBMS/FLUTE
  • 8. Como funciona o LTE Broadcast? Player DASH Middleware Modem API+SDK Core eMBMS Video Server (Live) Encoder File Server 1 Anúncio do Serviço Vídeo Outros dados 2 ● Fluxo para Início da Sessão 1. Um usuário se associa a um serviço de conteúdo via seu terminal habilitado através de um HTTP request. O provedor cria um identificador de serviço TMGI que permite a identificação deste conteúdo específico na rede LTE pelo dispositivo; 2. O aplicativo do dispositivo reconhece os anúncios de serviço e solicita ao middleware que sejam atualizados aqueles para o TMGI que está mapeado para o conteúdo desejado. Isso resulta em uma verificação regular dos anúncios de serviço relacionados pelo dispositivo; 3. Antes do início da distribuição de difusão LTE, o provedor de conteúdo fornece ao operador de rede móvel os detalhes da distribuição de conteúdo. Isso inclui os metadados de serviço (por exemplo, arquivos de manifesto com MPEG DASH) que são usados ​​no anúncio de serviço; 4. Se o pedido de distribuição do conteúdo for aceito pela operadora da rede móvel, é iniciado um anúncio de serviço sobre a disponibilidade de conteúdo. O middleware MBMS no dispositivo informa ao aplicativo que o conteúdo estará disponível em breve; 5. O usuário escolhe o conteúdo no dispositivo, que sintoniza o canal de transmissão apropriado e recebe os segmentos DASH para o fluxo de conteúdo. O conteúdo de reprodução é representado como um serviço de streaming (através do leitor DASH) no dispositivo. Para smartphones, usuário continua a ser capaz de fazer chamadas de voz e ter acesso à internet e redes sociais via unicast, tanto quanto a capacidade disponível de broadcast; 3 45 O dispositivo se registra ao LTE Broadcast A rede inicia o anúncio ao serviço O usuário se associa a um serviço A rede inicia a sessão A rede inicia a transferência de dados A rede para a sessão SessãodeeMBMS 1 5 4
  • 9. Onde o LTE Broadcast pode ser usado? Onde estão as oportunidades? Periodicidade Abrangência Acidente de Trânsito Evento Esportivo (Câmeras Exclusivas) Concerto (Rock in Rio) Anúncios em Aeroportos Informações Turísticas Inundações Terremotos TV de BairroInformações de Tráfego Alerta Nacional Atualização de Software Assinatura Digital TV Aberta Canal de Notícias TV de Shopping Centers Push-to-Talk Push-to-Vídeo (Segurança Pública) Streaming de Áudio (Rádio) Atualização de dados de GPS Jogos e Realidade Aumentada JAN 1 Deslizamentos Notificações (Segurança Pública) Suporte ao Carro Conectado M2M
  • 10. Por que o broadcast com LTE? OTIMIZAÇÃO DE RECURSOS MULTIPLAS TELAS E DISPOSITIVOS Suporte a múltiplas telas; Melhor experiência pela eliminação do congestionamento do uniqcast; Solução atraente para serviços de Mobile TV com custo efetivo devido a otimização de recursos  Não há necessidade de novo modem, pois usa uma função nativa do LTE; Otimiza a entrega de conteúdo comum em comparação ao unicast; Uso da mesma rede para prover serviços móveis e de difusão de conteúdo; Gerência mais efetiva de investimentos e rede; CONVERGÊNCIA DE SERVIÇOS + Criação de novos modelos de negócio entre broadcasters e operadoras; Provê interatividade para o broadcast através do unicast Expande o conteúdo de TV com potencial exploração de serviços de propaganda; COBERTURA Aproveita a cobertura existente indoor do LTE; Cobertura em túneis, metro etc; Pode ser melhorada com o uso de SmalLCells e Femtocells; Cobertura dedicada do serviço aos locais de interesse => propaganda e conteúdo local ; CAPACIDADE 256 QAM High Order DL-MIMO & Advanced UL-MIMO Modulação de maior ordem com 256QAM (33% adicionais em relação ao 64QAM); MIMO 2x2 e MIMO 4x4; Evolução para o 5G; OUTRAS BANDAS Internet LTE+ LTE-U/LAA MuLTEFire ... ... Freq. 20 MHz Channel s Clear Channel 5GHz Uso de mais de 40 esquemas de frequências; Suporte a banda não licenciada na faixa de 5GHx com as tecnologias LTE-U/LAA A Faixa de 5GHz é abundante com 500 MHz de largura; EPC
  • 11. ISDB-T x LTE Broadcast ISDB-T LTE Broadcast O que é Padrão técnico para transmissão de televisão digital utilizada em países da América Latina com base no padrão japonês ISDB-T. Entrou em operação comercial em 2 de dezembro de 2007, em São Paulo, Brasil, como SBTVD (Sistema Brasileiro de Televisão Digital) Padrão técnico definido num arcabouço de recomendações do 3GPP para entrega em multicast e broadcast de conteúdo nas redes móveis tanto dentro de uma célula, parte da rede ou dentro da rede inteira. Presença Mundial Brasil, Peru, Argentina, Chile, Honduras, Venezuela, Equador , Costa Rica, Paraguai, Filipinas, Bolívia, Nicarágua, El Salvador e Uruguai. EUA (Verizon), Coreia (KT). Hoje o LTE está presente em mais de 190 países com mais de 490 redes. Espectro Espectro VHF/UHF nas faixas de 400-700 MHz Em teoria todos os mais de 40 esquemas de frequência do LTE com bandas licenciadas e não licenciadas Canalização São 13 segmentos OFDM de 428,57 kHz numa ocupando 5,57 (6) MHz 3 modos de operação Mode 1: 108 subportaodras; Mode 2: 216 portadoras; Mode 3: 432 subportadoras por segmento Estruturado em Resource Blocks com 200 kHz de banda, agrupamento de 7 símbolos e 12 subportadoras de 15 kHz. Pode ser usados esquemas de portadoras de 1,4/3/5/10/15/20MHz Múltiplo Acesso OFDM SOFDMA/SC-FDMA/SDMA(MIMO) Modulação DQPSK, QPSK, 16QAM e 64QAM QPSK, 16QAM, 64QAM e 256 QAM Taxa Máxima Taxa por segmento 1787 kbps (64QAM). Em 13 segmentos, 13x1787 = 23 Mbps. 1 Resource Block (MIMO 2x2 e 256QAM) = 2688 kbps 60% de 1 Portadora de 10 MHz (MIMO 2x2 e 256QAM) = 80 Mbps Cobertura Poucas estações com alta potência de transmissão em faixas de VHF/UHF. Muitas estações em diversas frequências, ambientes indoor como: túneis, metro, estádios, arenas etc. Codificação de Vídeo Video: H264 –MPEG4 Part 10. Audio: HE-AAC (AAC+) 2.0 ou 5.1 Não há dependência do padrão de codificação. Suporte a HEVC (H.265), H.264 etc. Ecossistema Ecossistema dedicado aos países que suportam este padrão para transmissão digital. Hoje o LTE conta com quase de 8000 tipos de dispositivos. O eMBMS é padrão do LTE desde o seu primeiro release. Porém o suporte depreenderá do requisito da operadora. Evolução Limitação para suporte a taxas mais elevadas como 4k e 8k etc. A limitação é associada aos recursos associados: portadora e antenas MIMO. Pontos de Atenção Ausência de evolução para padrões de TV com resolução superiores Tecnologia praticamente limitada aos serviços de TV Apesar do grande apelo com tecnologia madura, ainda não foi mundialmente adotado.
  • 12. Visão do 5G segundo O Next Generation Mobile Network (NGMN) CASOS DE USO MODELOS DE NEGÓCIO CRIAÇÃO DE VALOR Provedor de Ativos Provedor de Conectividade Provedor de Serviço de Parceiros XaaS; IaaS; NaaS; PaaS Network Sharing Conectividade Básica Conectividade Avançada Serviços enriquecidos pelo parceiro Serviço enriquecido fornecido pela operadora Broadband Access in Dense Areas Broadband Access Everywhere Higher User Mobility Massive Internet of Things Extreme Real-Time Communications Lifeline Communications Ultra-reliable Communications Broadcast-like Services REDE CONFIÁVEL E FLEXÍVEL SERVIÇOEXPERIÊNCIATRUST segurança Identidade Privacidade TempoReal Seamless Personaliz. Interação& Tarifação QoS Contexto "5G é um ecossistema de fim a fim para permitir uma sociedade móvel e conectada. Permite a criação de valor para clientes e parceiros, através de casos de uso existentes e novos, com experiência consistente e por modelos de negócios sustentáveis." Atributo 3GPP Release 12 Requisitos do NGMN Throughput por Usuário Áté 100 Mbps de média com picos de 600 Mbps (Cat11/12) > 10 X acima da taxa média e picos com taxas de > 100 X na borda da célula Latência 10 ms para duas vias RAN (pre- scheduled) Tipicamente 50 ms e2e I > 10X (menor) Mobilidade Functional up to 350 km/h No support for civil aviation > 1,5 X Eficiência Espectral DL: 0,074-6,1 bps/Hz UL: 0.07-4.3 bps/Hz Aumento significativo Densidade de Conectividade 2000 Users Ativos/km2 > 100 X
  • 13. 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2020+ Release 16 & 5G Enh (ITU) Release 15 & 5G SI/WI (sub 40 GHz) Evaluation & Specification Proposal Submission Tech. Requirements & Eval. Methodology Vision, Technology & Spectrum Cronograma do 5G WRC15WRC12 WRC19 Trials & ComercializaçãoPadronizaçãoPre-padronizaçãoPesquisa Exploratória First Release White Paper Requirements & Tech. feasibility Release 14 & 5G SIRelease 10-13 NFV Phase 3NFV Phase 2NFV Phase 1 MEC Phase 2MEC Phase 1 RG on Cloud based Mobile Core Net. for 5G Evolution to SDN Open FlowOpen Daly Light Open Flow v1.2 Google Esforçointensivoeextensivoportodososórgãosde padronização Trial of basic functionality Tests IoT and deployment