Optische transmissie-oplossing van 5G mobiel netwerk
Achtergrond
De mobiele communicatiestandaard voor mobiele telefoons van de vijfde generatie, ook bekend als de mobiele communicatietechnologie van de vijfde generatie, Engelse afkorting: 5G. Volgens het schema georganiseerd door 3GPP, voert de R14-standaard voornamelijk onderzoek uit naar het 5G-systeemframework en sleuteltechnologieën; R15 voldoet aan de 5G vraag in sommige scenario's en start het commerciële proces; R16 zal alle standaardisatie doen. De drie standaarden zullen naar verwachting worden voltooid in maart 2017, juni 2018 en december 2019, en de definitieve volledige 5G-standaard zal worden ingediend bij de International Telecommunication Union ( ITU) voor commercieel gebruik begin 2020.
Volgens het 3GPP-plan zijn 5G-standaarden onderverdeeld in NSA en SA (Standalone-netwerken). Onder hen vereist 5GNSA-netwerken 4G-basisstations en 4G-kernnetwerk, en 4G wordt gebruikt als het ankerpunt van het controlevlak om te voldoen aan de eisen van radicale operators vereisten voor het gebruik van bestaande LTE-netwerkbronnen en het realiseren van de snelle implementatie van 5GNR (NewRatio).
Op 14 juni 2018 hield 3GPP een plenaire vergadering in de Verenigde Staten en keurde formeel de bevriezing goed van de 5e generatie mobiele communicatietechnologiestandaard (5GNR) Independent Networking (SA) -functie. De 5GNR niet-onafhankelijke netwerkstandaard (NSA) is bevroren sinds december vorig jaar, dus de eerste fase van volledig functionele en complete 5G-standaard is officieel vrijgegeven en commercieel gebruik van 5G is de volledige sprintfase ingegaan.
De belangrijkste kenmerken van het 5G-netwerk om diensten aan te bieden, zijn onder meer grote bandbreedte (maximale gebruikerservaring van 1 Gbps), lage vertraging (1ns) en enorme verbinding (verbindingsdichtheid van 106/km2), waardoor nieuwe vereisten voor dragernetwerken naar voren worden gebracht in termen van bandbreedte , capaciteit, vertraging en netwerkflexibiliteit. Het basisbandsignaal van het 5G-basisstation AAU maakt gebruik van digitale transmissie en de luchtinterface gebruikt de eCPRI-protocolinterface, met een typische snelheid van 25.165824Gbps. Gezien het scenario van co-station met 4G, moet het compatibel zijn met CPRIoption10 met een snelheid van 24.33024Gbps.
5G is gekomen. Als lid van de industrie voor optische communicatieapparatuur zullen we het hier hebben over de optische apparaten die in het 5G-netwerk zullen worden gebruikt. Ze voldoen allemaal aan de enorme vraag van tientallen miljoenen niveaus. Optische communicatie-apparaten zijn de kerncomponenten van een optisch transmissienetwerk en dragen de belangrijkste fysieke laagfuncties van het netwerk, zoals foto-elektrische conversie, multiplexing en demultiplexing van optische golflengten en optische stroomverdeling. Vergeleken met het huidige 3G4G-netwerk, de grootste verandering van 5G in het draadloze dragernetwerk ligt op het gebied van de voorwaartse en tussenliggende transmissie. De voorwaartse transmissie is de verbinding tussen het basisstation en de DU (DistributeUnit, verantwoordelijk voor het afhandelen van het fysieke laagprotocol en real-time service), en de tussenliggende transmissie is de verbinding tussen de DU en de CU (CentralizedUnit, gecentraliseerde eenheid, gecentraliseerde eenheid). Verwerkt niet-realtime protocollen en services).
Het draadloze basisstation wordt meestal geïnstalleerd op de communicatietoren of het dak van het gebouw, dat in de zon en de wind staat, dus de optische apparaten die worden gebruikt in de voorwaartse transmissie moeten voldoen aan de buitenscène. Het belangrijkste is dat de bedrijfstemperatuur van de apparaten moet voldoen aan de industriële vereisten, {{0}} graden ~85 graden. Trouwens, een andere binnenscène is over het algemeen de vereiste van commerciële temperatuur, 0~ 70 graden.
In het prequel-scenario moeten de meeste transmissieafstanden kleiner zijn dan 10 kmLR, waarvan 80 procent kleiner is dan 5 km en 20 procent tussen 5 en 10 km. Natuurlijk zal er een kloof zijn tussen de theoretische waarde en de praktische toepassing van het live-netwerk. Er zullen zeker problemen zijn zoals een verhoogde verzwakking van de verouderingslink van optische vezels en de kritische afstand van het dekkingsgebied. Daarom is de transmissieafstandsspecificatie van meer dan 10 km, zoals 20 kmER, nog steeds nodig. In het medium transmissiescenario moet de transmissieafstand tussen 10 en 40 km liggen en zijn er twee bedrijfstemperatuurvereisten, industrieel en commercieel. Momenteel toonaangevend actieve fabrikanten in de branche hebben een reeks optische module-oplossingen gelanceerd of lanceren deze voor pretransmissie- en intermediaire transmissietoepassingen, waaronder pretransmission 25GLR/ER, 25GLR/ERBIDI, 25GCWDM/DWDMER, 25GSFP28TUNABLE, bij de transmissie van 100GQSFP28LR4/4WDM40, 200GQSFP56LR4 en andere industriële optische moduleproducten. We bieden ook industriële passieve producten zoals 5GOMUX, CCWDM, AAWG, enz.
Figuur 1: Snelheid en afstand van 5g voorwaartse pas
Optische module is foto-elektrische conversie, het tussenliggende transmissiemedium is glasvezel, de grootste investering in optisch netwerk is altijd glasvezel, dus bij de keuze van apparatuur en apparaten moet eerst de optische vezel worden overwogen. Vanwege de factoren van beleid en bevolking, optische glasvezelbronnen zijn overvloedig aanwezig in de steden en de meeste regio's van China, maar ze zijn erg schaars op het platteland van China en de meeste regio's in het buitenland. Glasvezel is kostbaar, dus bewaar het met optische modules, dus er zijn drie opties voor 5G-voortransmissie.
1.Scenario's waar optische vezels in overvloed aanwezig zijn
Gebruik in het scenario met overvloedige optische bronnen optische vezels voor directe verbinding, één vezel voor elke sector en 25GLR/ERBIDI voor optische modules. Over het algemeen heeft een basisstation drie sectoren, dus het BIDI-schema heeft slechts drie optische vezels nodig om te voldoen aan de verkeer vooruit van een basisstation, en is bevorderlijk voor nauwkeurige kloksynchronisatie. Of de dalende golflengte 1310 nm of 1330 nm is, is onduidelijk. OPTICO biedt een volledig assortiment van 25GLR/ER, 25GLR/ERBIDI, 25GCWDM/DWDMER, 25GSFP28, met bewezen productie processen en ultrahoge kostenbesparingen om klanten glasvezelbronnen en bedradingskosten te besparen.
Figuur 2: 5G voorwaartse directe glasvezelverbinding
2.Scenario's waar glasvezelbronnen schaars zijn
Wanneer glasvezelbronnen schaars zijn, is de WDM-regeling nodig. Alle servicegolflengten van een basisstation worden gemultiplext in één of een paar optische vezels voor terugtransmissie om optische vezelbronnen van het basisstation naar DU te besparen, wat OneFiberOneSite wordt genoemd (één optische vezel voor één basisstation). Een groot aantal gekleurde optische modules zijn vereist, wat ongemak kan veroorzaken bij de installatie, reserveonderdelen en onderhoud. Afstembare optische modules zijn ontworpen voor gebruik. Daarom kan OPTICO in dit scenario klanten voorzien van 25GCWDM/DWDMLR/ER, 25GSFP28TUNABLELR/ER, de golflengte kan O-band en C-band zijn, evenals industriële passieve WDM-producten 5GOMUX, CCWDM en andere modules.
De efficiëntere manier om het netwerk te retourneren is natuurlijk om de golfverdelingsapparatuur rechtstreeks naar het basisstation en DU te laten zinken, namelijk het actieve WDM-schema, dat compatibel kan zijn met 2G/3G/4G-services van het live-netwerk, en kan natuurlijk meer L3-laag servicebeheer en optimalisatiefuncties realiseren, wat de CAPEX zal verhogen.
3. Het extreme tekort aan bronnen voor backbone-backbone-vezels
In het geval van een extreem tekort aan back-up backbone-glasvezelbronnen, moet het verkeer van meerdere basisstations worden samengevoegd tot één DU voor back-up, genaamd OneFiberNSites (basisstation) (één backbone-glasvezel voor N basisstations). Dit is een punt-naar-multipunt passief WDM-schema. De veelgebruikte AAWG40-golflengte kan bijvoorbeeld 6 basisstations bestrijken (elk basisstation heeft 3 sectoren, in totaal 18 AAU, 20 golven omhoog/20 golven omlaag). Deze topologie structuur voldoet aan op PON gebaseerd optisch passief netwerk en maximaliseert het voordeel van het oude en huidige ODN-netwerk.
Momenteel zijn er alleen volwassen AWG's van commerciële kwaliteit in de branche, met een bedrijfstemperatuurbereik van 0 graden ~75 graden. In het toekomstige WDM-PON-netwerk en de 5G-pretransmissieoplossing moet het AWG-bedrijfstemperatuurbereik verder worden verhoogd tot industriële kwaliteit -40 graden ~85 graden, wat strengere eisen stelt aan hete en niet-hete verpakkingen, en verhoogt verder de vereisten voor niet-warmte AWG's op chipniveau. De collega's in de industrie moeten nog steeds hard werken om te breken. Als de industriële AWG nog onvolwassen is en de installatieomgeving niet geschikt is om te voldoen aan de commerciële bedrijfstemperatuur, kan PLCsplitter worden overwogen wanneer het budget voor het optische vermogen van de link aan de vereisten kan voldoen. Splitterproducten kunnen momenteel volledig voldoen aan de vereisten van industriële bedrijfstemperatuur.
In het P2MP-scenario worden voornamelijk optische modules 25G CWDM/DWDM LR/ER, 25G SFP28 TUNABLE LR/ER gebruikt. De golflengte kan O-band en C-band zijn, en industriële passieve WDM-producten 5G OMUX, CCWDM, enz. AWG of PLC-splitter. OPTICO is de grootste fabrikant van PLC-splitters / FBT-koppelingen in Shenzhen en biedt een volledig assortiment en een verscheidenheid aan op maat gemaakte PLC's Splitter/FBT-koppeling/WDM-apparaten.
Afbeelding 4:5 G forward point-to-multipoint passief WDM-schema
Conclusie
5G is een belangrijke mijlpaal in de geschiedenis van communicatie. De markt is groot en uitdagend, en OPTICO zal klanten innovatief design en oplossingen voor optische interconnectie blijven bieden.