Optische Übertragungslösung des 5G-Mobilfunknetzes
Hintergrund
Der Mobilfunkstandard der fünften Generation, auch bekannt als Mobilfunktechnologie der fünften Generation, englische Abkürzung: 5G. Gemäß dem von 3GPP organisierten Zeitplan führt der R14-Standard hauptsächlich Forschungen zum 5G-Systemrahmen und zu Schlüsseltechnologien durch; R15 erfüllt 5G Nachfrage in einigen Szenarien und startet den kommerziellen Prozess; R16 wird die gesamte Standardisierung durchführen. Die drei Standards werden voraussichtlich im März 2017, Juni 2018 und Dezember 2019 abgeschlossen sein, und der endgültige vollständige 5G-Standard wird bei der International Telecommunication Union eingereicht ( ITU) für die kommerzielle Nutzung Anfang 2020.
Gemäß dem 3GPP-Plan werden 5G-Standards in NSA und SA (Standalone Networking) unterteilt. Unter ihnen erfordert das 5GNSA-Networking 4G-Basisstationen und ein 4G-Kernnetzwerk, und 4G wird als Ankerpunkt der Kontrollebene verwendet, um radikalen Betreibern gerecht zu werden Anforderungen an die Nutzung bestehender LTE-Netzwerkressourcen und die Realisierung der schnellen Bereitstellung von 5GNR (NewRatio).
Am 14. Juni 2018 hielt 3GPP eine Plenarsitzung in den Vereinigten Staaten ab und genehmigte offiziell das Einfrieren der unabhängigen Netzwerkfunktion (SA) des Mobilkommunikationstechnologiestandards der 5. Generation (5GNR). Der 5GNR-Standard für nicht unabhängige Netzwerke (NSA) wurde seit Dezember letzten Jahres eingefroren, sodass die erste Phase des voll funktionsfähigen und vollständigen 5G-Standards offiziell freigegeben wurde und die kommerzielle Nutzung von 5G in die volle Sprintphase eingetreten ist.
Die Hauptmerkmale des 5G-Netzwerks zur Bereitstellung von Diensten umfassen eine große Bandbreite (maximale Benutzererfahrungsrate von 1 Gbit/s), eine geringe Verzögerung (1 ns) und eine massive Verbindung (Verbindungsdichte von 106/km2), wodurch neue Anforderungen an das Trägernetz in Bezug auf die Bandbreite gestellt werden , Kapazität, Verzögerung und Netzwerkflexibilität. Das Basisbandsignal der 5G-Basisstation AAU übernimmt die digitale Übertragung, und die Luftschnittstelle übernimmt die eCPRI-Protokollschnittstelle mit einer typischen Rate von 25,165824 Gbps. In Anbetracht des Szenarios einer Kostation mit 4G muss es mit CPRIoption10 mit einer Rate von 24,33024 Gbps kompatibel sein.
5G ist gekommen. Als Mitglied der Branche für optische Kommunikationsgeräte werden wir hier über die optischen Geräte sprechen, die im 5G-Netzwerk verwendet werden. Sie alle erfüllen die massive Nachfrage von mehreren zehn Millionen Ebenen. Optische Kommunikationsgeräte sind die Kernkomponenten des optischen Übertragungsnetzes und tragen die wichtigsten Netzwerkfunktionen der physikalischen Schicht wie fotoelektrische Umwandlung, optisches Wellenlängen-Multiplexing und -Demultiplexing sowie optische Leistungsverteilung. Verglichen mit Das aktuelle 3G4G-Netz, die größte Änderung von 5G im drahtlosen Trägernetz liegt im Bereich der Vorwärts- und Zwischenübertragung. Die Vorwärtsübertragung ist die Verbindung zwischen der Basisstation und der DU (DistributeUnit, verantwortlich für die Handhabung des Protokolls der physikalischen Schicht und des Echtzeitdienstes), und die Zwischenübertragung ist die Verbindung zwischen der DU und der CU (CentralizedUnit, zentralisierte Einheit, zentralisiert). Einheit).Handhabt Nicht-Echtzeit-Protokolle und -Dienste).
Die drahtlose Basisstation wird normalerweise auf dem Kommunikationsturm oder dem Dach des Gebäudes installiert, das der Sonne und dem Wind ausgesetzt ist, sodass die bei der Vorwärtsübertragung verwendeten optischen Geräte der Außenszene entsprechen müssen. Das Wichtigste ist, dass die Betriebstemperatur der Geräte den industriellen Anforderungen entsprechen sollte, {{0}} Grad ~85 Grad. Übrigens ist eine andere Innenszene im Allgemeinen die Anforderung einer handelsüblichen Temperatur von 0~ 70 Grad.
Im Prequel-Szenario müssen die meisten Übertragungsentfernungen weniger als 10 km LR betragen, davon 80 Prozent weniger als 5 km und 20 Prozent zwischen 5 und 10 km. Natürlich wird es eine Lücke zwischen dem theoretischen Wert und der praktischen Anwendung geben das Live-Netzwerk. Es wird sicherlich Probleme wie erhöhte Dämpfung der alternden LWL-Verbindung und die kritische Entfernung des Versorgungsbereichs geben. Daher ist die Spezifikation der Übertragungsentfernung über 10 km, z. B. 20 kmER, immer noch erforderlich. Im mittleren Übertragungsszenario muss die Übertragungsentfernung zwischen 10 und 40 km liegen, und es gibt zwei Anforderungen an die Betriebstemperatur, industriell und kommerziell. Derzeit führend Aktive Hersteller in der Branche haben eine Reihe von optischen Modullösungen für Vorübertragungs- und Zwischenübertragungsanwendungen auf den Markt gebracht oder bringen diese auf den Markt, einschließlich Vorübertragung 25GLR/ER, 25GLR/ERBIDI, 25GCWDM/DWDMER, 25GSFP28TUNABLE, bei der Übertragung von 100GQSFP28LR4/4WDM40, 200GQSFP56LR4 und anderen Produkte für industrielle optische Module. Wir bieten auch industrielle passive Produkte wie 5GOMUX, CCWDM, AAWG usw. an.
Abbildung 1: Geschwindigkeit und Distanz eines 5-g-Vorwärtspasses
Optisches Modul ist photoelektrische Umwandlung, das Zwischenübertragungsmedium ist Glasfaser, die größte Investition in ein optisches Netzwerk sind immer Glasfaserressourcen, daher sollte die Auswahl von Geräten und Geräten zuerst die Glasfaser berücksichtigen. Aufgrund der Faktoren von Politik und Bevölkerung, optisch Glasfaserressourcen sind in Chinas Städten und den meisten Regionen reichlich vorhanden, aber im ländlichen China und in den meisten Regionen im Ausland sind sie sehr knapp. Glasfaser ist kostbar, sparen Sie sie also mit optischen Modulen, daher gibt es drei Optionen für die 5G-Vorübertragung.
1.Szenarien, in denen Glasfasern reichlich vorhanden sind
Verwenden Sie im Szenario mit reichlich vorhandenen optischen Ressourcen Glasfasern für die Direktverbindung, eine Glasfaser für jeden Sektor und 25GLR/ERBIDI für optische Module. Im Allgemeinen hat eine Basisstation drei Sektoren, sodass das BIDI-Schema nur drei Glasfasern benötigt, um die Anforderungen zu erfüllen Datenverkehr nach vorne von einer Basisstation und ist förderlich für eine hochpräzise Taktsynchronisation. Ob die absteigende Wellenlänge 1310 nm oder 1330 nm ist, ist unklar. OPTICO bietet eine vollständige Palette von 25GLR/ER, 25GLR/ERBIDI, 25GCWDM/DWDMER, 25GSFP28 mit bewährter Fertigung Prozesse und extrem hohe Kosteneffizienz, um Kunden Faserressourcen und Verkabelungskosten zu sparen.
Abbildung 2: 5G-Forward-Glasfaser-Direktverbindungsschema
2.Szenarien, in denen Glasfaserressourcen knapp sind
Wenn Glasfaserressourcen knapp sind, wird das WDM-Schema benötigt. Alle Dienstwellenlängen einer Basisstation werden für die Rückübertragung in eine oder ein Paar Glasfasern gemultiplext, um Glasfaserressourcen von der Basisstation zur DU zu sparen, was als OneFiberOneSite (eine Glasfaser für eine Basisstation) bezeichnet wird. Eine große Anzahl von Farben optische Module erforderlich sind, was Unannehmlichkeiten bei Installation, Ersatzteilen und Wartung verursachen kann. Abstimmbare optische Module sind für den Einsatz konzipiert. Daher kann OPTICO Kunden in diesem Szenario 25GCWDM/DWDMLR/ER, 25GSFP28TUNABLELR/ER anbieten, die Wellenlänge kann O-Band und C-Band sein, sowie industrielle passive WDM-Produkte 5GOMUX, CCWDM und andere Module.
Der effizientere Weg, das Netzwerk zurückzugeben, besteht natürlich darin, die Wellenteilungsausrüstung direkt an der Basisstation und der DU zu versenken, nämlich das aktive WDM-Schema, das mit 2G/3G/4G-Diensten des Live-Netzwerks kompatibel sein kann, und können natürlich mehr L3-Layer-Service-Management- und Optimierungsfunktionen realisieren, was den CAPEX erhöht.
3. Der extreme Mangel an Backpropagation-Backbone-Faserressourcen
Im Falle eines extremen Mangels an Backup-Backbone-Glasfaserressourcen sollte der Verkehr von mehreren Basisstationen in einer DU für die Sicherung zusammengefasst werden, die als OneFiberNSites (Basisstation) bezeichnet wird (eine Backbone-Glasfaser für N Basisstationen). Dies ist ein passives Punkt-zu-Mehrpunkt-WDM-Schema. Beispielsweise kann die häufig verwendete AAWG40-Wellenlänge 6 Basisstationen abdecken (jede Basisstation hat 3 Sektoren, insgesamt 18 AAU, 20 Wellen nach oben / 20 Wellen nach unten). Diese Topologie Die Struktur entspricht dem PON-basierten optischen passiven Netzwerk und maximiert den Vorteil des alten und gegenwärtigen ODN-Netzwerks.
Derzeit gibt es in der Branche nur ausgereifte AWGs in kommerzieller Qualität mit einem Betriebstemperaturbereich von 0 Grad ~75 Grad . In der zukünftigen WDM-PON-Netzwerk- und 5G-Vorübertragungslösung muss der AWG-Betriebstemperaturbereich weiter auf den industriellen Grad -40 Grad ~85 Grad erhöht werden, was strengere Anforderungen an heiße und nicht heiße Verpackungen stellt. und erhöht die Anforderungen an Non-Heat-AWGs auf Chipebene weiter. Noch müssen die Branchenkollegen hart arbeiten, um zu brechen. Wenn das industrielle AWG noch unausgereift ist und die Installationsumgebung nicht geeignet ist, die kommerzielle Betriebstemperatur zu erfüllen, kann PLCsplitter in Betracht gezogen werden wenn das optische Leistungsbudget der Verbindung die Anforderungen erfüllen kann. Splitterprodukte können derzeit die Anforderungen der industriellen Betriebstemperatur vollständig erfüllen.
Im P2MP-Szenario werden hauptsächlich optische Module 25G CWDM/DWDM LR/ER, 25G SFP28 TUNABLE LR/ER verwendet. Die Wellenlänge kann O-Band und C-Band sein, und industrielle passive WDM-Produkte 5G OMUX, CCWDM usw. AWG oder SPS-Splitter. OPTICO ist der größte Hersteller von SPS-Splittern/FBT-Kopplern in Shenzhen und bietet eine vollständige Palette und eine Vielzahl von kundenspezifischen SPS Splitter/FBT-Koppler/WDM-Geräte.
Abbildung 4:5 G-Forward-Punkt-zu-Mehrpunkt-Passiv-WDM-Schema
Abschluss
5G ist ein wichtiger Meilenstein in der Geschichte der Kommunikation. Der Markt ist groß und herausfordernd, und OPTICO wird seinen Kunden weiterhin innovatives Design und Lösungen für optische Verbindungen bieten.