Optisk överföringslösning av 5G mobilnät

Jan 03, 2023 Lämna ett meddelande

Optisk överföringslösning av 5G mobilnät
Bakgrund

 

Den femte generationens mobilkommunikationsstandard för mobiltelefoner, även känd som den femte generationens mobilkommunikationsteknik, engelsk förkortning: 5G. Enligt schemat organiserat av 3GPP, utför R14-standarden huvudsakligen forskning om 5G-system och nyckelteknologier; R15 möter 5G efterfrågan i vissa scenarier och startar den kommersiella processen;R16 kommer att göra all standardisering. De tre standarderna förväntas vara färdiga i mars 2017, juni 2018 och december 2019, och den slutliga kompletta 5G-standarden kommer att skickas till International Telecommunication Union ( ITU) för kommersiellt bruk i början av 2020.

Enligt 3GPP-planen är 5G-standarder uppdelade i NSA och SA (fristående nätverk). Bland dem kräver 5GNSA-nätverk 4G-basstationer och 4G-kärnnät, och 4G används som ankarpunkt för kontrollplanet för att möta radikala operatörers krav på att använda befintliga LTE-nätverksresurser och förverkliga den snabba utbyggnaden av 5GNR (NewRatio).

Den 14 juni 2018 höll 3GPP ett plenarmöte i USA och godkände formellt frysningen av 5:e generationens mobilkommunikationsteknikstandard (5GNR) Independent Networking (SA)-funktionen. 5GNR-standarden för icke-oberoende nätverk (NSA) har blivit fryst sedan december förra året, så den första fasen av fullt fungerande och komplett 5G-standard har officiellt släppts, och kommersiell användning av 5G har gått in i fullsprintstadiet.

De viktigaste funktionerna i 5G-nätverk för att tillhandahålla tjänster inkluderar stor bandbredd (maximal användarupplevelse på 1 Gbps), låg fördröjning (1ns) och massiv anslutning (anslutningstäthet på 106/km2), vilket ställer nya krav på bärarnätverk när det gäller bandbredd , kapacitet, fördröjning och nätverksflexibilitet. Basbandssignalen för 5G-basstationen AAU antar digital överföring, och luftgränssnittet använder eCPRI-protokollgränssnitt, med en typisk hastighet på 25,165824Gbps. Med tanke på scenariot med co-station med 4G, måste det vara kompatibelt med CPRIoption10 med en hastighet av 24,33024 Gbps.

5G har kommit. Som medlem av industrin för optiska kommunikationsenheter kommer vi här att prata om de optiska enheterna som kommer att användas i 5G-nätverk. De möter alla den enorma efterfrågan på tiotals miljoner nivåer. Optiska kommunikationsenheter är kärnkomponenterna i det optiska transmissionsnätverket, och bär de viktigaste nätverkets fysiska lagerfunktioner såsom fotoelektrisk omvandling, optisk våglängdsmultiplexering och demultiplexering och optisk effektdistribution.Jämfört med det nuvarande 3G4G-nätverket, den största förändringen av 5G i det trådlösa bärarnätverket ligger inom området framåt- och mellanöverföring. Framsändningen är förbindelsen mellan basstationen och DU (DistributeUnit, ansvarig för hanteringen av det fysiska lagerprotokollet och realtidstjänsten), och den mellanliggande överföringen är kopplingen mellan DU:n och CU:n (CentralizedUnit, centralized unit, centralized Hanterar icke-realtidsprotokoll och tjänster).

Den trådlösa basstationen är vanligtvis installerad på kommunikationstornet eller taket på byggnaden, som är i solen och vinden, så de optiska enheterna som används i framåtsändningen måste möta utomhusscenen. Det viktigaste är att drifttemperaturen för enheterna ska uppfylla de industriella kraven, {{0}} grad ~85 grader . Förresten, en annan inomhusscen är generellt kravet på kommersiell temperatur, 0~ 70 grader.

I prequel-scenariot krävs att de flesta överföringsavstånden är mindre än 10 kmLR, varav 80 procent är mindre än 5 km och 20 procent är mellan 5 och 10 km. Naturligtvis kommer det att finnas ett gap mellan det teoretiska värdet och den praktiska tillämpningen av livenätverket. Det kommer säkerligen att finnas problem såsom ökad dämpning av den optiska fiberns åldringslänk och det kritiska avståndet för täckningsområdet. Därför behövs fortfarande specifikationen för överföringsavstånd över 10 km, såsom 20 kmER. I scenariot med medelstor överföring krävs att överföringsavståndet är mellan 10 och 40 km, och det finns två driftstemperaturkrav, industriella och kommersiella. För närvarande är ledande aktiva tillverkare i branschen har lanserat eller lanserar en serie optiska modullösningar för applikationer för försändning och mellansändning, inklusive försändning 25GLR/ER, 25GLR/ERBIDI, 25GCWDM/DWDMER, 25GSFP28TUNABLE,I överföringen av 100GQSFP0000DM04/4LRG4 och andra industriella optiska modulprodukter. Vi erbjuder även industriella passiva produkter som 5GOMUX, CCWDM, AAWG, etc.

page-865-413

 

Figur 1: Hastighet och sträcka för 5g framåtpassning

 

Optisk modul är fotoelektrisk omvandling, det mellanliggande överföringsmediet är optisk fiber, den största investeringen i optiskt nätverk är alltid optiska fiberresurser, så valet av utrustning och enheter bör först överväga den optiska fibern.På grund av faktorerna politik och befolkning, optisk fiberresurser finns i överflöd i Kinas städer och de flesta regioner, men de är mycket knappa på landsbygden i Kina och de flesta regioner utomlands. Fiber är värdefullt, så spara det med optiska moduler, så det finns tre alternativ för 5G-försändning.

1. Scenarier där optiska fibrer är rikliga

 

I scenariot med rikliga optiska resurser, använd optiska fibrer för direkt anslutning, en fiber för varje sektor och 25GLR/ERBIDI för optiska moduler. Generellt sett har en basstation tre sektorer, så BIDI-schemat behöver bara tre optiska fibrer för att uppfylla trafik framåt från en basstation, och bidrar till klocksynkronisering med hög precision. Om den fallande våglängden är 1310nm eller 1330nm är oklart.OPTICO erbjuder ett komplett utbud av 25GLR/ER, 25GLR/ERBIDI, 25GCWDM/DWDufacen, 25 processer och ultrahög kostnadseffektivitet för att spara kundernas fiberresurser och ledningskostnader.

page-865-431

Figur 2:5G framåtriktad optisk fiber direkt anslutningsschema

 

 

2. Scenarier där optiska fiberresurser är knappa

 

När optiska fiberresurser är knappa behövs WDM-schemat. Alla tjänstevåglängder för en basstation multiplexeras till en eller ett par optiska fibrer för bakåtsändning för att spara optiska fiberresurser från basstationen till DU, som kallas OneFiberOneSite (en optisk fiber för en basstation). Ett stort antal färgade optiska moduler krävs, vilket kan orsaka olägenheter vid installation, reservdelar och underhåll. Avstämbara optiska moduler är designade för användning. Därför kan OPTICO i detta scenario förse kunder med 25GCWDM/DWDMLR/ER, 25GSFP28TUNABLELR/ER, våglängden kan vara O-band och C-band, såväl som industriella passiva WDM-produkter 5GOMUX, CCWDM och andra moduler.

page-865-383

 

Naturligtvis är det effektivare sättet att återföra nätverket att sänka vågdelningsutrustningen direkt till basstationen och DU, nämligen det aktiva WDM-schemat, som kan vara kompatibelt med 2G/3G/4G-tjänster i livenätverket, och kan realisera fler L3-lagertjänsthantering och optimeringsfunktioner, naturligtvis, vilket kommer att öka CAPEX.

3.Den extrema bristen på fiberresurser för backpropagation

 

I händelse av extrem brist på back-up stamfiberresurser, bör trafik från flera basstationer samlas till en DU för backup, vilket kallas OneFiberNSites(basstation) (en stamfiber för N basstationer). Detta är ett punkt-till-multipunkt passivt WDM-schema. Till exempel kan den vanligt använda AAWG40-våglängden täcka 6 basstationer (varje basstation har 3 sektorer, totalt 18 AAU, 20 vågor upp/20 vågor ner). Denna topologi strukturen överensstämmer med PON-baserat optiskt passivt nätverk och maximerar fördelen med det gamla och nuvarande nätverkets ODN-nätverk.

För närvarande finns det bara mogna AWGs av kommersiell kvalitet i branschen, med driftstemperaturintervallet 0 grader ~75 grader . I det framtida WDM-PON-nätverket och 5G-försändningslösningen måste AWG-drifttemperaturområdet ökas ytterligare till den industriella graden -40 ~85 grader , vilket ställer strängare krav på varma och icke-varma förpackningar, och ytterligare ökar kraven på chip-nivå icke-värme AWGs. Fortfarande behöver branschkollegorna att arbeta hårt för att bryta. Om den industriella AWG är fortfarande omogen och installationsmiljön inte är lämplig för att möta den kommersiella driftstemperaturen, kan PLC splitter övervägas när länkens optiska effektbudget kan uppfylla kraven. Splitterprodukter kan till fullo uppfylla kraven på industriell driftstemperatur för närvarande.

I P2MP-scenariot används främst optiska moduler 25G CWDM/DWDM LR/ER, 25G SFP28 TUNABLE LR/ER. Våglängden kan vara O-band och C-band, och industriella passiva WDM-produkter 5G OMUX, CCWDM, etc.AWG eller PLC Splitter.OPTICO är den största PLC Splitter/FBT Coupler-tillverkaren i Shenzhen, och erbjuder ett komplett sortiment och en mängd anpassade PLC Splitter/FBT-koppling/WDM-enheter.

page-781-436

 

Figur 4:5 G framåt punkt-till-multipunkt passivt WDM-schema

Slutsats

 

5G är en viktig milstolpe i kommunikationens historia. Marknaden är stor och utmanande och OPTICO kommer att fortsätta att ge kunderna innovativ design och lösningar för optisk sammankoppling.