โซลูชันการส่งผ่านแสงของเครือข่ายมือถือ 5G
พื้นหลัง
มาตรฐานการสื่อสารเคลื่อนที่ของโทรศัพท์มือถือรุ่นที่ 5 หรือที่เรียกว่าเทคโนโลยีการสื่อสารเคลื่อนที่รุ่นที่ 5 ตัวย่อภาษาอังกฤษ: 5G ตามตารางเวลาที่จัดโดย 3GPP มาตรฐาน R14 ส่วนใหญ่ดำเนินการวิจัยเกี่ยวกับกรอบระบบ 5G และเทคโนโลยีหลัก R15 เป็นไปตาม 5G ความต้องการในบางสถานการณ์และเริ่มกระบวนการเชิงพาณิชย์ R16 จะทำมาตรฐานทั้งหมด คาดว่าทั้งสามมาตรฐานจะแล้วเสร็จในเดือนมีนาคม 2560 มิถุนายน 2561 และธันวาคม 2562 และมาตรฐาน 5G ขั้นสุดท้ายที่สมบูรณ์จะถูกส่งไปยังสหภาพโทรคมนาคมระหว่างประเทศ ( ITU) เพื่อใช้ในเชิงพาณิชย์ในต้นปี 2563
ตามแผน 3GPP มาตรฐาน 5G แบ่งออกเป็น NSA และ SA (เครือข่ายแบบสแตนด์อโลน) ในหมู่พวกเขา เครือข่าย 5GNSA ต้องการสถานีฐาน 4G และเครือข่ายหลัก 4G และ 4G ใช้เป็นจุดยึดของระนาบควบคุมเพื่อตอบสนองโอเปอเรเตอร์ที่รุนแรง ข้อกำหนดในการใช้ทรัพยากรเครือข่าย LTE ที่มีอยู่และตระหนักถึงการปรับใช้ 5GNR (NewRatio) อย่างรวดเร็ว
เมื่อวันที่ 14 มิถุนายน พ.ศ. 2561 3GPP ได้จัดการประชุมเต็มรูปแบบในสหรัฐอเมริกาและอนุมัติอย่างเป็นทางการในการระงับมาตรฐานเทคโนโลยีการสื่อสารเคลื่อนที่รุ่นที่ 5 (5GNR) Independent Networking (SA) มาตรฐาน 5GNR non-independent networking (NSA) ได้รับ หยุดให้บริการตั้งแต่เดือนธันวาคมปีที่แล้ว ดังนั้นระยะแรกของมาตรฐาน 5G ที่ทำงานได้อย่างสมบูรณ์และสมบูรณ์จึงได้รับการเผยแพร่อย่างเป็นทางการ และการใช้งาน 5G เชิงพาณิชย์ได้เข้าสู่ขั้นตอนการวิ่งอย่างเต็มรูปแบบ
คุณสมบัติหลักของเครือข่าย 5G เพื่อให้บริการ ได้แก่ แบนด์วิธขนาดใหญ่ (อัตราประสบการณ์ผู้ใช้สูงสุดที่ 1Gbps) การหน่วงเวลาต่ำ (1ns) และการเชื่อมต่อขนาดใหญ่ (ความหนาแน่นของการเชื่อมต่อ 106/km2) จึงเป็นการผลักดันข้อกำหนดใหม่สำหรับเครือข่ายผู้ให้บริการในแง่ของแบนด์วิธ ความจุ ความล่าช้า และความยืดหยุ่นของเครือข่าย สัญญาณเบสแบนด์ของสถานีฐาน 5G AAU ใช้การส่งข้อมูลแบบดิจิทัล และอินเทอร์เฟซทางอากาศใช้อินเทอร์เฟซโปรโตคอล eCPRI โดยมีอัตราทั่วไปที่ 25.165824Gbps เมื่อพิจารณาสถานการณ์สถานีร่วมกับ 4G จะต้องเข้ากันได้กับ CPRIoption10 ในอัตรา 24.33024Gbps
5G มาแล้ว ในฐานะสมาชิกของอุตสาหกรรมอุปกรณ์สื่อสารด้วยแสง ในที่นี้เราจะพูดถึงอุปกรณ์ออปติกที่จะใช้ในเครือข่าย 5G อุปกรณ์สื่อสารด้วยแสงเป็นส่วนประกอบหลักของเครือข่ายการส่งสัญญาณด้วยแสง โดยมีฟังก์ชันเลเยอร์ทางกายภาพของเครือข่ายหลัก เช่น การแปลงโฟโตอิเล็กทริก การมัลติเพล็กซ์และดีมัลติเพล็กซ์ด้วยความยาวคลื่นแสง และการกระจายพลังงานด้วยแสง เมื่อเปรียบเทียบกับ เครือข่าย 3G4G ในปัจจุบัน การเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ที่สุดของ 5G ในเครือข่ายผู้ให้บริการไร้สายนั้นอยู่ในด้านการส่งสัญญาณไปข้างหน้าและระหว่างกลาง การส่งไปข้างหน้าคือการเชื่อมต่อระหว่างสถานีฐานและ DU (DistributeUnit ซึ่งรับผิดชอบในการจัดการโปรโตคอลชั้นกายภาพและบริการตามเวลาจริง) และการส่งระหว่างกลางคือการเชื่อมต่อระหว่าง DU และ CU (CentralizedUnit หน่วยรวมศูนย์ ส่วนกลาง หน่วย) จัดการโปรโตคอลและบริการที่ไม่ใช่ตามเวลาจริง)
โดยปกติแล้ว สถานีฐานไร้สายจะติดตั้งบนหอคอยสื่อสารหรือบนหลังคาของอาคารซึ่งอยู่กลางแดดและลม ดังนั้นอุปกรณ์ออปติคอลที่ใช้ในการส่งสัญญาณไปข้างหน้าจึงจำเป็นต้องตรงกับฉากกลางแจ้ง สิ่งที่สำคัญที่สุดคืออุณหภูมิในการทำงานของอุปกรณ์ควรเป็นไปตามข้อกำหนดทางอุตสาหกรรม {{0}} องศา ~85 องศา อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปแล้วฉากในร่มอีกแบบหนึ่งคือข้อกำหนดของอุณหภูมิเกรดเชิงพาณิชย์ 0~ 70 องศา .
ในสถานการณ์จำลองเบื้องต้น ระยะการส่งสัญญาณส่วนใหญ่จะต้องน้อยกว่า 10kmLR ซึ่ง 80 เปอร์เซ็นต์น้อยกว่า 5 กม. และ 20 เปอร์เซ็นต์อยู่ระหว่าง 5 ถึง 10 กม. แน่นอนว่าจะมีช่องว่างระหว่างค่าทางทฤษฎีและการใช้งานจริงของ เครือข่ายสด จะมีปัญหาอย่างแน่นอน เช่น การลดทอนที่เพิ่มขึ้นของการเชื่อมโยงอายุใยแก้วนำแสงและระยะวิกฤตของพื้นที่ครอบคลุม ดังนั้นข้อกำหนดระยะการส่งสัญญาณที่สูงกว่า 10 กม. เช่น 20 กม. เมอร์ จึงยังคงมีความจำเป็น ในสถานการณ์การส่งสัญญาณขนาดกลาง ระยะการส่งข้อมูลจะต้องอยู่ระหว่าง 10 ถึง 40 กม. และมีข้อกำหนดด้านอุณหภูมิในการทำงานสองแบบ คือ อุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์ ปัจจุบันเป็นผู้นำ ผู้ผลิตที่ใช้งานในอุตสาหกรรมได้เปิดตัวหรือกำลังเปิดตัวชุดโซลูชันโมดูลออปติคัลสำหรับแอปพลิเคชันการส่งสัญญาณล่วงหน้าและสื่อกลาง ได้แก่ การส่งสัญญาณล่วงหน้า 25GLR/ER, 25GLR/ERBIDI, 25GCWDM/DWDMER, 25GSFP28TUNABLE ในการส่งสัญญาณ 100GQSFP28LR4/4WDM40, 200GQSFP56LR4 และอื่นๆ ผลิตภัณฑ์โมดูลออปติคัลสำหรับอุตสาหกรรม เรายังมีผลิตภัณฑ์แบบพาสซีฟสำหรับอุตสาหกรรม เช่น 5GOMUX, CCWDM, AAWG เป็นต้น
รูปที่ 1: ความเร็วและระยะทางของการส่งต่อ 5g
โมดูลออปติคัลคือการแปลงโฟโตอิเล็กทริก สื่อส่งสัญญาณระดับกลางคือใยแก้วนำแสง การลงทุนที่ใหญ่ที่สุดในเครือข่ายออปติคัลคือทรัพยากรใยแก้วนำแสงเสมอ ดังนั้นการเลือกอุปกรณ์และอุปกรณ์ควรพิจารณาใยแก้วนำแสงก่อน เนื่องจากปัจจัยด้านนโยบายและประชากร ออปติคัล ทรัพยากรไฟเบอร์มีมากมายในเมืองและภูมิภาคส่วนใหญ่ของจีน แต่หายากมากในชนบทของจีนและภูมิภาคส่วนใหญ่ในต่างประเทศ ไฟเบอร์มีค่า ดังนั้นประหยัดด้วยโมดูลออปติคัล ดังนั้นจึงมีตัวเลือกสามตัวเลือกสำหรับการส่งสัญญาณล่วงหน้า 5G
1. สถานการณ์ที่มีเส้นใยแก้วนำแสงมากมาย
ในสถานการณ์ที่มีทรัพยากรออปติกมากมาย ให้ใช้ไฟเบอร์ออปติกสำหรับการเชื่อมต่อโดยตรง หนึ่งไฟเบอร์สำหรับแต่ละเซ็กเตอร์ และ 25GLR/ERBIDI สำหรับโมดูลออปติคัล โดยทั่วไป สถานีฐานมีสามเซ็กเตอร์ ดังนั้นโครงการ BIDI จึงต้องการไฟเบอร์ออปติกเพียงสามไฟเบอร์ ทราฟฟิกไปข้างหน้าของสถานีฐาน และเอื้อต่อการซิงโครไนซ์สัญญาณนาฬิกาที่มีความแม่นยำสูง ไม่ว่าความยาวคลื่นจากมากไปน้อยคือ 1310nm หรือ 1330nm ก็ไม่ชัดเจน OPTICO เสนอช่วงเต็มรูปแบบของ 25GLR/ER, 25GLR/ERBIDI, 25GCWDM/DWDMER, 25GSFP28 พร้อมการผลิตที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว กระบวนการและประสิทธิภาพต้นทุนที่สูงเป็นพิเศษเพื่อประหยัดทรัพยากรไฟเบอร์ของลูกค้าและต้นทุนการเดินสาย
รูปที่ 2:5G รูปแบบการเชื่อมต่อโดยตรงของใยแก้วนำแสงไปข้างหน้า
2.สถานการณ์ที่ทรัพยากรใยแก้วนำแสงขาดแคลน
เมื่อทรัพยากรใยแก้วนำแสงขาดแคลน แผนภาพ WDM จึงมีความจำเป็น ความยาวคลื่นบริการทั้งหมดของสถานีฐานจะถูกมัลติเพล็กซ์เป็นเส้นใยแก้วนำแสงหนึ่งหรือคู่สำหรับการส่งสัญญาณย้อนกลับเพื่อประหยัดทรัพยากรใยแก้วนำแสงจากสถานีฐานไปยัง DU ซึ่งเรียกว่า OneFiberOneSite(ใยแก้วนำแสงหนึ่งเส้นสำหรับสถานีฐานหนึ่งแห่ง) จำเป็นต้องใช้โมดูลออปติคอล ซึ่งอาจทำให้ไม่สะดวกในการติดตั้ง อะไหล่ และการบำรุงรักษา โมดูลออปติคัลที่ปรับค่าได้ได้รับการออกแบบมาสำหรับการใช้งาน ดังนั้น ในสถานการณ์นี้ OPTICO สามารถให้บริการลูกค้าด้วย 25GCWDM/DWDMLR/ER, 25GSFP28TUNABLELR/ER ความยาวคลื่นสามารถเป็น O แบนด์และ C แบนด์ ตลอดจนผลิตภัณฑ์ WDM แบบพาสซีฟอุตสาหกรรม 5GOMUX, CCWDM และ โมดูลอื่นๆ
แน่นอน วิธีที่มีประสิทธิภาพมากกว่าในการส่งคืนเครือข่ายคือการจมอุปกรณ์การแบ่งคลื่นโดยตรงไปยังสถานีฐานและ DU กล่าวคือรูปแบบ WDM ที่ใช้งานอยู่ ซึ่งสามารถเข้ากันได้กับบริการ 2G/3G/4G ของเครือข่ายสด และ สามารถรับรู้ฟังก์ชั่นการจัดการบริการและการปรับแต่งเลเยอร์ L3 ได้มากขึ้น ซึ่งจะเพิ่ม CAPEX
3. การขาดแคลนทรัพยากรเส้นใยกระดูกสันหลังของ backpropagation
ในกรณีที่ทรัพยากรเส้นใยแกนหลักสำรองขาดแคลนอย่างมาก การรับส่งข้อมูลจากสถานีฐานหลายแห่งควรรวมเป็น DU เดียวสำหรับการสำรองข้อมูล ซึ่งเรียกว่า OneFiberNSites(สถานีฐาน) (เส้นใยแกนหลักหนึ่งเส้นสำหรับสถานีฐาน N) นี่คือโครงร่าง WDM แบบพาสซีฟแบบจุดต่อหลายจุด ตัวอย่างเช่น ความยาวคลื่น AAWG40 ที่ใช้กันทั่วไปสามารถครอบคลุม 6 สถานีฐาน (แต่ละสถานีฐานมี 3 ส่วนรวมเป็น 18 AAU, 20 คลื่นขึ้น / 20 คลื่นลง) โทโพโลยีนี้ โครงสร้างสอดคล้องกับเครือข่ายออปติคัลแบบพาสซีฟ PON และเพิ่มข้อได้เปรียบของเครือข่าย ODN เครือข่ายเก่าและปัจจุบัน
ในปัจจุบัน มีเฉพาะ AWG เกรดเชิงพาณิชย์ที่เติบโตแล้วในอุตสาหกรรม โดยมีช่วงอุณหภูมิในการทำงานที่ 0 องศา ~75 องศา ในเครือข่าย WDM-PON ในอนาคตและโซลูชันการส่งสัญญาณล่วงหน้า 5G ช่วงอุณหภูมิในการทำงานของ AWG จะต้องเพิ่มขึ้นอีกในระดับอุตสาหกรรม -40 องศา ~85 องศา ซึ่งเป็นข้อกำหนดที่เข้มงวดมากขึ้นสำหรับบรรจุภัณฑ์ที่ร้อนและไม่ร้อน และเพิ่มข้อกำหนดสำหรับ AWG ที่ไม่ระบายความร้อนในระดับชิปต่อไป ยังคงต้องการให้เพื่อนร่วมงานในอุตสาหกรรมทำงานอย่างหนักเพื่อทำลาย หาก AWG อุตสาหกรรมยังไม่สมบูรณ์และสภาพแวดล้อมการติดตั้งไม่เหมาะที่จะตอบสนองอุณหภูมิการทำงานเชิงพาณิชย์ ก็พิจารณาแยก PLC ได้ เมื่องบประมาณพลังงานแสงเชื่อมโยงสามารถตอบสนองความต้องการ ผลิตภัณฑ์ตัวแยกสัญญาณสามารถตอบสนองความต้องการของอุณหภูมิในการทำงานของอุตสาหกรรมได้อย่างเต็มที่ในปัจจุบัน
ในสถานการณ์ P2MP จะใช้โมดูลออปติคัล 25G CWDM/DWDM LR/ER, 25G SFP28 TUNABLE LR/ER ความยาวคลื่นสามารถเป็นวง O และวง C และผลิตภัณฑ์ WDM แบบพาสซีฟอุตสาหกรรม 5G OMUX, CCWDM ฯลฯ AWG หรือ PLC SplitterOPTICO เป็นผู้ผลิต PLC Splitter / FBT Coupler ที่ใหญ่ที่สุดในเซินเจิ้นโดยนำเสนอ PLC ครบวงจรและหลากหลาย อุปกรณ์ Splitter/FBT Coupler/WDM
รูปที่ 4:5 G รูปแบบ WDM แบบพาสซีฟแบบจุดต่อหลายจุดข้างหน้า
บทสรุป
5G เป็นก้าวสำคัญในประวัติศาสตร์ของการสื่อสาร ตลาดมีขนาดใหญ่และท้าทาย OPTICO จะยังคงให้บริการลูกค้าด้วยการออกแบบที่เป็นนวัตกรรมใหม่และโซลูชั่นสำหรับการเชื่อมต่อโครงข่ายออปติก