Решение за оптично предаване на 5G мобилна мрежа
Заден план
Стандартът за мобилна комуникация от пето поколение за мобилен телефон, известен също като технология за мобилна комуникация от пето поколение, английско съкращение: 5G. Според графика, организиран от 3GPP, стандартът R14 основно извършва изследвания върху 5G системната рамка и ключовите технологии; R15 отговаря на 5G търсенето в някои сценарии и започва търговския процес; R16 ще извърши цялата стандартизация. Трите стандарта се очаква да бъдат завършени през март 2017 г., юни 2018 г. и декември 2019 г., а окончателният пълен 5G стандарт ще бъде представен на Международния съюз по телекомуникации ( ITU) за търговска употреба в началото на 2020 г.
Съгласно плана 3GPP, 5G стандартите са разделени на NSA и SA (самостоятелна мрежа). Сред тях 5GNSA мрежата изисква 4G базови станции и 4G основна мрежа, а 4G се използва като опорна точка на контролната равнина, за да посрещне радикалните оператори изисквания за използване на съществуващите LTE мрежови ресурси и реализиране на бързо внедряване на 5GNR (NewRatio).
На 14 юни 2018 г. 3GPP проведе пленарна среща в Съединените щати и официално одобри замразяването на функцията за независима мрежа (SA) от 5-то поколение стандарт за мобилни комуникационни технологии (5GNR). Стандартът за ненезависима мрежа (NSA) 5GNR е замразени от декември миналата година, така че първата фаза на напълно функционален и завършен 5G стандарт беше официално пусната, а комерсиалната употреба на 5G навлезе в пълния етап на спринт.
Основните характеристики на 5G мрежата за предоставяне на услуги включват голяма честотна лента (максимална скорост на потребителско изживяване от 1Gbps), ниско забавяне (1ns) и масивна връзка (плътност на връзката от 106/km2), като по този начин се поставят нови изисквания за носещата мрежа по отношение на честотната лента , капацитет, забавяне и гъвкавост на мрежата. Сигналът на основната лента на 5G базова станция AAU приема цифрово предаване, а въздушният интерфейс приема интерфейс на протокол eCPRI с типична скорост от 25,165824Gbps. Като се има предвид сценарият на съвместна станция с 4G, той трябва да е съвместим с CPRIoption10 при скорост от 24,33024Gbps.
5G дойде. Като член на индустрията за оптични комуникационни устройства, тук ще говорим за оптичните устройства, които ще се използват в 5G мрежата. Всички те отговарят на огромното търсене на десетки милиони нива. Оптичните комуникационни устройства са основните компоненти на оптичната преносна мрежа, изпълняващи ключовите функции на мрежовия физически слой като фотоелектрично преобразуване, оптично мултиплексиране и демултиплексиране по дължина на вълната и разпределение на оптична мощност. В сравнение с сегашната 3G4G мрежа, най-голямата промяна на 5G в безжичната носеща мрежа се намира в областта на предното и междинното предаване. Предаващото предаване е връзката между базовата станция и DU (DistributeUnit, отговорно за обработката на протокола на физическия слой и услугата в реално време), а междинното предаване е връзката между DU и CU (CentralizedUnit, централизирано устройство, централизирано единица).Обработва протоколи и услуги, които не са в реално време).
Безжичната базова станция обикновено се инсталира на комуникационната кула или на покрива на сградата, която е на слънце и вятър, така че оптичните устройства, използвани при предаването напред, трябва да отговарят на външната сцена. Най-важното е работната температура на устройствата да отговаря на промишлените изисквания, {{0}} градуса ~85 градуса. Между другото, друга сцена на закрито обикновено е изискването за температура от търговски клас, 0~ 70 градуса.
В предварителния сценарий повечето разстояния на предаване трябва да бъдат по-малки от 10 kmLR, от които 80 процента са под 5 km и 20 процента са между 5 и 10 km. Разбира се, ще има разлика между теоретичната стойност и практическото приложение на мрежата на живо. Със сигурност ще има проблеми като повишено затихване на стареещата връзка на оптичното влакно и критичното разстояние на зоната на покритие. Следователно спецификацията за разстояние на предаване над 10 km, като 20 kmER, все още е необходима. В сценария за средно предаване се изисква разстоянието на предаване да бъде между 10 и 40 km и има две изисквания за работна температура, индустриална и търговска. В момента водещите активните производители в индустрията стартираха или стартират серия от оптични модулни решения за приложения за предварително и междинно предаване, включително предварително предаване 25GLR/ER, 25GLR/ERBIDI, 25GCWDM/DWDMER, 25GSFP28TUNABLE, при предаване на 100GQSFP28LR4/4WDM40, 200GQSFP56LR4 и други промишлени оптични модулни продукти. Предлагаме и промишлени пасивни продукти като 5GOMUX, CCWDM, AAWG и др.
Фигура 1: Скорост и разстояние от 5g напред
Оптичният модул е фотоелектрическо преобразуване, междинната среда за предаване е оптично влакно, най-голямата инвестиция в оптична мрежа винаги е ресурсите на оптичното влакно, така че изборът на оборудване и устройства трябва първо да вземе предвид оптичното влакно. Поради факторите на политиката и населението, оптичните Ресурсите от влакна са в изобилие в градовете и повечето региони на Китай, но те са много оскъдни в селските райони на Китай и повечето региони в чужбина. Влакната са ценни, така че ги спестете с оптични модули, така че има три опции за 5G предварително предаване.
1. Сценарии, при които има изобилие от оптични влакна
В сценария с изобилие от оптични ресурси използвайте оптични влакна за директна връзка, по едно влакно за всеки сектор и 25GLR/ERBIDI за оптични модули. Обикновено една базова станция има три сектора, така че схемата BIDI се нуждае само от три оптични влакна, за да отговори на трафик напред от базова станция и е благоприятна за синхронизация на часовника с висока точност. Не е ясно дали низходящата дължина на вълната е 1310nm или 1330nm. OPTICO предлага пълна гама от 25GLR/ER, 25GLR/ERBIDI, 25GCWDM/DWDMER, 25GSFP28, с доказано производство процеси и свръхвисока ефективност на разходите, за да спестите на клиентите ресурси за оптични влакна и разходи за окабеляване.
Фигура 2: 5G схема за директно свързване с оптични влакна
2. Сценарии, при които ресурсите от оптични влакна са оскъдни
Когато ресурсите от оптични влакна са оскъдни, е необходима WDM схема. Всички обслужващи дължини на вълните на базова станция се мултиплексират в едно или чифт оптични влакна за обратно предаване, за да се спестят ресурси на оптични влакна от базовата станция към DU, което се нарича OneFiberOneSite (едно оптично влакно за една базова станция). Голям брой цветни са необходими оптични модули, което може да причини неудобства при инсталиране, резервни части и поддръжка. Регулируемите оптични модули са проектирани за употреба. Следователно при този сценарий OPTICO може да предостави на клиентите 25GCWDM/DWDMLR/ER, 25GSFP28TUNABLELR/ER, дължината на вълната може да бъде O и C лента, както и индустриални пасивни WDM продукти 5GOMUX, CCWDM и други модули.
Разбира се, по-ефективният начин за връщане на мрежата е да потопите оборудването за разделяне на вълни директно към базовата станция и DU, а именно активната WDM схема, която може да бъде съвместима с 2G/3G/4G услугите на мрежата на живо, и разбира се, може да реализира повече функции за управление и оптимизиране на услуги на ниво L3, което ще увеличи CAPEX.
3. Изключителният недостиг на ресурси за опорно влакно за обратно разпространение
В случай на изключителен недостиг на резервни опорни влакнести ресурси, трафикът от множество базови станции трябва да се агрегира в един DU за резервно копие, който се нарича OneFiberNSites(базова станция) (едно опорно влакно за N базови станции). Това е пасивна WDM схема от точка към много точки. Например често използваната дължина на вълната AAWG40 може да покрие 6 базови станции (всяка базова станция има 3 сектора, общо 18 AAU, 20 вълни нагоре/20 вълни надолу). Тази топология структурата съответства на базираната на PON оптична пасивна мрежа и увеличава максимално предимството на старата и настояща мрежа ODN мрежа.
Понастоящем в индустрията има само зрели търговски клас AWG с диапазон на работна температура от 0 градуса ~75 градуса. В бъдещата мрежа WDM-PON и решението за предварително предаване на 5G, работният температурен диапазон на AWG трябва да бъде допълнително увеличен до индустриален клас -40 градуса ~85 градуса, което поставя по-строги изисквания за горещи и негорещи опаковки, и допълнително увеличава изискванията за нетермични AWG на ниво чип. Все още е необходимо колегите от индустрията да работят усилено, за да се счупят. Ако промишленият AWG е все още незрял и инсталационната среда не е подходяща да отговори на търговската работна температура, може да се обмисли PLC сплитер когато бюджетът за оптична мощност на връзката може да отговори на изискванията. Разделителните продукти могат напълно да отговорят на изискванията за индустриална работна температура в момента.
В сценария P2MP се използват основно оптични модули 25G CWDM/DWDM LR/ER, 25G SFP28 TUNABLE LR/ER. Дължината на вълната може да бъде O и C лента, а индустриалните пасивни WDM продукти 5G OMUX, CCWDM и др. AWG или PLC сплитер. OPTICO е най-големият производител на PLC сплитери/FBT съединители в Шенжен, предлагащ пълна гама и разнообразие от персонализирани PLC Сплитер/FBT съединител/WDM устройства.
Фигура 4:5 G пасивна WDM схема от точка към много точки
Заключение
5G е ключов крайъгълен камък в историята на комуникациите. Пазарът е голям и изпълнен с предизвикателства и ОПТИКО ще продължи да предоставя на клиентите си иновативен дизайн и решения за оптично взаимно свързване.