Optisk transmissionsløsning af 5G mobilnetværk
Baggrund
Den femte generations mobiltelefonmobilkommunikationsstandard, også kendt som den femte generations mobilkommunikationsteknologi, engelsk forkortelse: 5G.I henhold til tidsplanen organiseret af 3GPP, udfører R14-standarden hovedsageligt forskning i 5G-systemramme og nøgleteknologier;R15 opfylder 5G efterspørger i nogle scenarier og starter den kommercielle proces;R16 vil udføre al standardiseringen. De tre standarder forventes at være færdige i marts 2017, juni 2018 og december 2019, og den endelige komplette 5G-standard vil blive indsendt til International Telecommunication Union ( ITU) til kommerciel brug i begyndelsen af 2020.
I henhold til 3GPP-planen er 5G-standarder opdelt i NSA og SA (Standalone networking). Blandt dem kræver 5GNSA-netværk 4G-basestationer og 4G-kernenetværk, og 4G bruges som ankerpunkt for kontrolplanet for at imødekomme radikale operatørers' krav om at udnytte eksisterende LTE-netværksressourcer og realisere den hurtige udrulning af 5GNR (NewRatio).
Den 14. juni 2018 afholdt 3GPP et plenarmøde i USA og godkendte formelt fastfrysningen af 5th Generation Mobile Communication Technology Standard (5GNR) Independent Networking (SA) funktionen. 5GNR non-independent networking (NSA) standarden er blevet frosset siden december sidste år, så den første fase af fuldt funktionel og komplet 5G-standard er officielt frigivet, og kommerciel brug af 5G er gået ind i fuld sprintstadiet.
Hovedtræk ved 5G-netværk til at levere tjenester omfatter stor båndbredde (maksimal brugeroplevelseshastighed på 1 Gbps), lav forsinkelse (1ns) og massiv forbindelse (forbindelsestæthed på 106/km2), hvilket fremsætter nye krav til bærernetværk med hensyn til båndbredde , kapacitet, forsinkelse og netværksfleksibilitet. Basisbåndssignalet fra 5G-basestationen AAU anvender digital transmission, og luftgrænsefladen anvender eCPRI-protokolgrænseflade med en typisk hastighed på 25,165824Gbps. I betragtning af scenariet med co-station med 4G, skal det være kompatibelt med CPRIoption10 med en hastighed på 24,33024 Gbps.
5G er kommet. Som medlem af den optiske kommunikationsenhedsindustri vil vi her tale om de optiske enheder, der vil blive brugt i 5G-netværk. De opfylder alle den massive efterspørgsel fra titusinder af niveauer. Optiske kommunikationsenheder er kernekomponenterne i optisk transmissionsnetværk, der bærer de vigtigste netværks fysiske lagfunktioner såsom fotoelektrisk konvertering, optisk bølgelængdemultipleksing og demultipleksing og optisk strømfordeling.Sammenlignet med det nuværende 3G4G-netværk, ligger den største ændring af 5G i det trådløse bærernetværk inden for den fremadrettede og mellemliggende transmission. Den fremadrettede transmission er forbindelsen mellem basestationen og DU (DistributeUnit, ansvarlig for håndtering af den fysiske lagprotokol og realtidstjeneste), og den mellemliggende transmission er forbindelsen mellem DU og CU (CentralizedUnit, centraliseret enhed, centraliseret enhed). Håndterer ikke-realtidsprotokoller og tjenester).
Den trådløse basestation er normalt installeret på kommunikationstårnet eller taget af bygningen, som er i solen og vinden, så de optiske enheder, der bruges i den fremadrettede transmission, skal opfylde den udendørs scene. Det vigtigste er, at enhedernes driftstemperatur skal opfylde de industrielle krav, {{0}} grader ~85 grader. En anden indendørs scene er i øvrigt generelt kravet om kommerciel temperatur, 0~ 70 grader.
I prequel-scenariet kræves det, at de fleste transmissionsafstande er mindre end 10 kmLR, hvoraf 80 procent er mindre end 5 km, og 20 procent er mellem 5 og 10 km. Selvfølgelig vil der være et hul mellem den teoretiske værdi og den praktiske anvendelse af live-netværket. Der vil helt sikkert være problemer såsom øget dæmpning af den optiske fibers ældningsforbindelse og den kritiske afstand af dækningsområdet. Derfor er transmissionsafstandsspecifikationen over 10 km, såsom 20 kmER, stadig nødvendig. I det mellemstore transmissionsscenarie skal transmissionsafstanden være mellem 10 og 40 km, og der er to driftstemperaturkrav, industrielle og kommercielle. I øjeblikket er førende aktive producenter i industrien har lanceret eller lancerer en række optiske modulløsninger til fortransmissions- og mellemtransmissionsapplikationer, herunder pretransmission 25GLR/ER, 25GLR/ERBIDI, 25GCWDM/DWDMER, 25GSFP28TUNABLE,I transmissionen af 100GQSFP000DM04/42LRG4 og 42LRG industrielle optiske modulprodukter. Vi tilbyder også industrielle passive produkter såsom 5GOMUX, CCWDM, AAWG osv.
Figur 1: Hastighed og afstand på 5g fremadpasning
Optisk modul er fotoelektrisk konvertering, det mellemliggende transmissionsmedium er optisk fiber, den største investering i optisk netværk er altid optiske fiberressourcer, så valget af udstyr og enheder bør først overveje den optiske fiber.På grund af faktorerne politik og befolkning, optisk fiberressourcer er rigelige i Kinas byer og de fleste regioner, men de er meget knappe i landdistrikterne i Kina og de fleste regioner i udlandet. Fiber er dyrebart, så gem det med optiske moduler, så der er tre muligheder for 5G-fortransmission.
1. Scenarier, hvor optiske fibre er rigelige
I scenariet med rigelige optiske ressourcer skal du bruge optiske fibre til direkte forbindelse, en fiber for hver sektor og 25GLR/ERBIDI til optiske moduler. Generelt har en basestation tre sektorer, så BIDI-ordningen behøver kun tre optiske fibre for at opfylde trafik fremad fra en basestation, og er befordrende for højpræcisions klokkesynkronisering. Om den faldende bølgelængde er 1310nm eller 1330nm er uklart.OPTICO tilbyder et komplet udvalg af 25GLR/ER, 25GLR/ERBIDI, 25GCWDM/DWDFMER, 25 processer og ultrahøj omkostningseffektivitet for at spare kunders fiberressourcer og ledningsomkostninger.
Figur 2:5G fremadgående optisk fiber direkte forbindelsesskema
2. Scenarier, hvor ressourcer på optiske fibre er knappe
Når optiske fiberressourcer er knappe, er WDM-ordningen nødvendig. Alle servicebølgelængder af en basestation multiplekses til en eller et par optiske fibre til tilbagetransmission for at spare optiske fiberressourcer fra basestationen til DU, som kaldes OneFiberOneSite (én optisk fiber til én basestation). Et stort antal farvede optiske moduler er påkrævet, hvilket kan forårsage besvær ved installation, reservedele og vedligeholdelse. Afstembare optiske moduler er designet til brug. Derfor kan OPTICO i dette scenarie give kunderne 25GCWDM/DWDMLR/ER, 25GSFP28TUNABLELR/ER, bølgelængden kan være O-bånd og C-bånd, samt industrielle passive WDM-produkter 5GOMUX, CCWDM og andre moduler.
Den mere effektive måde at returnere netværket på er naturligvis at sænke bølgedelingsudstyret direkte til basestationen og DU, nemlig det aktive WDM-skema, som kan være kompatibelt med 2G/3G/4G-tjenester i det levende netværk, og kan realisere flere L3-lags service management og optimeringsfunktioner, selvfølgelig, hvilket vil øge CAPEX.
3.Den ekstreme mangel på backpropagation backbone fiberressourcer
I tilfælde af ekstrem mangel på back-up backbone fiberressourcer, bør trafik fra flere basestationer aggregeres til én DU til backup, som kaldes OneFiberNSites(base-station) (én backbone fiber for N basestationer). Dette er en punkt-til-multipunkt passiv WDM-ordning. For eksempel kan den almindeligt anvendte AAWG40-bølgelængde dække 6 basestationer (hver basestation har 3 sektorer, i alt 18 AAU, 20 bølger op/20 bølger ned). Denne topologi strukturen er i overensstemmelse med PON-baseret optisk passivt netværk og maksimerer fordelen ved det gamle og nuværende netværks ODN-netværk.
På nuværende tidspunkt er der kun modne AWG'er af kommerciel kvalitet i branchen, med driftstemperaturområdet på 0 grader ~75 grader. I det fremtidige WDM-PON-netværk og 5G-fortransmissionsløsning skal AWG-driftstemperaturområdet øges yderligere til den industrielle grad -40-grad ~85 grader, hvilket stiller strengere krav til varm og ikke-varm emballage, og øger yderligere kravene til chip-niveau ikke-varme AWG'er. Stadig brug for industriens kolleger til at arbejde hårdt for at bryde. Hvis den industrielle AWG stadig er umoden, og installationsmiljøet ikke er egnet til at opfylde den kommercielle driftstemperatur, kan PLCsplitter overvejes når linkets optiske strømbudget kan opfylde kravene. Splitterprodukter kan fuldt ud opfylde kravene til industriel driftstemperatur på nuværende tidspunkt.
I P2MP-scenariet bruges hovedsageligt optiske moduler 25G CWDM/DWDM LR/ER, 25G SFP28 TUNABLE LR/ER. Bølgelængden kan være O-bånd og C-bånd, og industrielle passive WDM-produkter 5G OMUX, CCWDM osv. Splitter/FBT Coupler/WDM-enheder.
Figur 4:5 G fremad punkt-til-multipunkt passivt WDM-skema
Konklusion
5G er en vigtig milepæl i kommunikationens historie. Markedet er stort og udfordrende, og OPTICO vil fortsat give kunderne innovativt design og løsninger til optisk sammenkobling.