حل الإرسال البصري لشبكة الهاتف المحمول 5G
خلفية
معيار اتصالات الهاتف المحمول من الجيل الخامس ، المعروف أيضًا باسم الجيل الخامس من تكنولوجيا الاتصالات المتنقلة ، اختصار باللغة الإنجليزية: 5G ، وفقًا للجدول الذي تنظمه 3GPP ، يجري معيار R14 بشكل أساسي بحثًا حول إطار نظام 5G والتقنيات الرئيسية ؛ R15 يلبي 5G الطلب في بعض السيناريوهات وتبدأ العملية التجارية ؛ ستقوم R16 بإجراء جميع عمليات التقييس ، ومن المتوقع أن تكتمل المعايير الثلاثة في مارس 2017 ويونيو 2018 وديسمبر 2019 ، وسيتم تقديم معيار 5G النهائي الكامل إلى الاتحاد الدولي للاتصالات ( ITU) للاستخدام التجاري في أوائل عام 2020.
وفقًا لخطة 3GPP ، تنقسم معايير 5G إلى NSA و SA (شبكة مستقلة) ، من بينها تتطلب شبكات 5GNSA محطات 4G وشبكة 4G الأساسية ، ويستخدم 4G كنقطة ربط لطائرة التحكم لتلبية المشغلين الراديكاليين. متطلبات استخدام موارد شبكة LTE الحالية وتحقيق النشر السريع لشبكة 5GNR (NewRatio).
في 14 يونيو 2018 ، عقدت 3GPP اجتماعًا عامًا في الولايات المتحدة ووافقت رسميًا على تجميد وظيفة الجيل الخامس من معيار تكنولوجيا الاتصالات المتنقلة (5GNR) للشبكات المستقلة (SA). تم تجميدها منذ ديسمبر من العام الماضي ، لذلك تم إطلاق المرحلة الأولى من معيار 5G الكامل الوظيفي والكامل رسميًا ، ودخل الاستخدام التجاري لشبكة 5G مرحلة العدو الكامل.
تشمل الميزات الرئيسية لشبكة 5G لتقديم الخدمات النطاق الترددي الكبير (الحد الأقصى لمعدل تجربة المستخدم 1 جيجابت في الثانية) ، والتأخير المنخفض (1 نانو ثانية) والاتصال الهائل (كثافة الاتصال 106 / كم 2) ، وبالتالي طرح متطلبات جديدة للشبكة الناقلة من حيث عرض النطاق الترددي السعة والتأخير ومرونة الشبكات. تعتمد إشارة النطاق الأساسي لمحطة 5G الأساسية AAU الإرسال الرقمي ، وتعتمد الواجهة الهوائية واجهة بروتوكول eCPRI ، بمعدل نموذجي يبلغ 25.165824Gbps. بالنظر إلى سيناريو المحطة المشتركة مع 4G ، يجب أن تكون متوافقة مع CPRIoption10 بمعدل 24.33024 جيجابت في الثانية.
لقد حان 5G. كعضو في صناعة أجهزة الاتصالات الضوئية ، سنتحدث هنا عن الأجهزة البصرية التي سيتم استخدامها في شبكة 5G. جميعها تلبي الطلب الهائل لعشرات الملايين من المستويات ، وأجهزة الاتصال البصري هي المكونات الأساسية لشبكة النقل البصري ، وتحمل وظائف الطبقة المادية للشبكة الرئيسية مثل التحويل الكهروضوئي ، وتعدد الإرسال وإزالة تعدد الإرسال ، وتوزيع الطاقة الضوئية. شبكة 3G4G الحالية ، يكمن أكبر تغيير لشبكة 5G في شبكة الناقل اللاسلكي في مجال الإرسال الأمامي والمتوسط. الإرسال إلى الأمام هو الاتصال بين المحطة الأساسية و DU (DistributeUnit ، المسؤول عن معالجة بروتوكول الطبقة المادية وخدمة الوقت الفعلي) ، والإرسال الوسيط هو الاتصال بين DU و CU (وحدة مركزية ، وحدة مركزية ، مركزية وحدة). يعالج بروتوكولات وخدمات الوقت غير الحقيقي).
عادة ما يتم تثبيت المحطة الأساسية اللاسلكية على برج الاتصالات أو سطح المبنى ، الذي يقع في الشمس والرياح ، لذلك يجب أن تتوافق الأجهزة البصرية المستخدمة في الإرسال الأمامي مع المشهد الخارجي. الشيء الأكثر أهمية هو أن درجة حرارة تشغيل الأجهزة يجب أن تفي بالمتطلبات الصناعية ، {{0}} درجة ~ 85 درجة. بالمناسبة ، مشهد داخلي آخر هو بشكل عام متطلبات درجة حرارة الدرجة التجارية ، 0 ~ 70 درجة.
في السيناريو المسبق ، يجب أن تكون معظم مسافات النقل أقل من 10kmLR ، منها 80٪ أقل من 5km و 20٪ بين 5 و 10km بالطبع ، ستكون هناك فجوة بين القيمة النظرية والتطبيق العملي لـ الشبكة الحية. ستكون هناك بالتأكيد مشاكل مثل زيادة التوهين لوصلة تقادم الألياف الضوئية والمسافة الحرجة لمنطقة التغطية. لذلك ، لا تزال هناك حاجة إلى مواصفات مسافة النقل التي تزيد عن 10 كيلومترات ، مثل 20 كيلومترًا ، وفي سيناريو النقل المتوسط ، يجب أن تكون مسافة النقل بين 10 و 40 كيلومترًا ، وهناك نوعان من متطلبات درجة حرارة التشغيل ، الصناعية والتجارية. أطلق المصنعون النشطون في الصناعة أو يطلقون سلسلة من حلول الوحدات الضوئية لتطبيقات الإرسال المسبق والنقل الوسيط ، بما في ذلك الإرسال المسبق 25GLR / ER و 25GLR / ERBIDI و 25GCWDM / DWDMER و 25GSFP28TUNABLE ، في نقل 100GQSFP28LR4 / 4WDM40 و 200GQSFP56LR4 / 4WDM40 و 200GQSFP56 منتجات الوحدات الضوئية الصناعية ، كما نقدم منتجات صناعية سلبية مثل 5GOMUX و CCWDM و AAWG وما إلى ذلك.
الشكل 1: سرعة ومسافة تمرير أمامي 5 جرام
الوحدة الضوئية هي التحويل الكهروضوئي ، وسيط النقل الوسيط هو الألياف الضوئية ، وأكبر استثمار في الشبكة الضوئية هو دائمًا موارد الألياف الضوئية ، لذلك يجب أن يأخذ اختيار المعدات والأجهزة في الاعتبار الألياف الضوئية أولاً. موارد الألياف وفيرة في مدن الصين ومعظم المناطق ، لكنها نادرة جدًا في المناطق الريفية في الصين ومعظم المناطق في الخارج ، والألياف ثمينة ، لذا احفظها بوحدات بصرية ، لذلك هناك ثلاثة خيارات للإرسال المسبق لشبكة الجيل الخامس.
1- السيناريوهات التي تكثر فيها الألياف الضوئية
في السيناريو الذي يحتوي على موارد بصرية وفيرة ، استخدم الألياف الضوئية للتوصيل المباشر ، وليف واحد لكل قطاع ، و 25GLR / ERBIDI للوحدات الضوئية. بشكل عام ، تحتوي المحطة الأساسية على ثلاثة قطاعات ، لذلك يحتاج مخطط BIDI إلى ثلاثة ألياف ضوئية فقط لتلبية حركة المرور إلى الأمام من المحطة الأساسية ، وتؤدي إلى مزامنة عالية الدقة على مدار الساعة. سواء كان الطول الموجي التنازلي 1310 نانومتر أو 1330 نانومتر غير واضح ، تقدم OPTICO مجموعة كاملة من 25GLR / ER ، 25GLR / ERBIDI ، 25GCWDM / DWDMER ، 25GSFP28 ، مع تصنيع مثبت العمليات وكفاءات التكلفة العالية جدًا لتوفير موارد الألياف وتكاليف الأسلاك للعملاء.
الشكل 2: مخطط اتصال مباشر للألياف الضوئية للأمام من الجيل الخامس
2- السيناريوهات التي تندر فيها موارد الألياف الضوئية
عندما تكون موارد الألياف الضوئية نادرة ، هناك حاجة إلى مخطط إدارة الطلب على المياه. يتم مضاعفة جميع أطوال موجات الخدمة للمحطة الأساسية في واحد أو زوج من الألياف الضوئية للإرسال العكسي لتوفير موارد الألياف الضوئية من المحطة الأساسية إلى DU ، وهو ما يسمى OneFiberOneSite (ألياف ضوئية واحدة لمحطة أساسية واحدة). الوحدات الضوئية مطلوبة ، والتي قد تسبب إزعاجًا في التركيب وقطع الغيار والصيانة. تم تصميم الوحدات البصرية القابلة للضبط للاستخدام ، لذلك ، في هذا السيناريو ، يمكن لـ OPTICO تزويد العملاء بـ 25GCWDM / DWDMLR / ER ، 25GSFP28TUNABLELR / ER ، يمكن أن يكون الطول الموجي O band و C band ، بالإضافة إلى منتجات WDM الصناعية الخاملة 5GOMUX و CCWDM و وحدات أخرى.
بالطبع ، الطريقة الأكثر فعالية لإعادة الشبكة هي إغراق معدات تقسيم الموجة مباشرة إلى المحطة الأساسية و DU ، أي مخطط WDM النشط ، والذي يمكن أن يكون متوافقًا مع خدمات 2G / 3G / 4G للشبكة الحية ، و يمكن أن تحقق المزيد من وظائف إدارة وتحسين خدمة طبقة L3 ، بالطبع ، مما سيزيد من النفقات الرأسمالية.
3. النقص الحاد في موارد الألياف العمود الفقري backpropagation
في حالة النقص الشديد في موارد الألياف الأساسية الاحتياطية ، يجب تجميع حركة المرور من محطات أساسية متعددة في وحدة DU واحدة للنسخ الاحتياطي ، وهو ما يسمى OneFiberNSites (محطة أساسية) (ألياف أساسية واحدة لمحطات N الأساسية). هذا مخطط WDM السلبي من نقطة إلى عدة نقاط ، على سبيل المثال ، يمكن أن يغطي الطول الموجي AAWG40 الشائع الاستخدام 6 محطات قاعدية (تحتوي كل محطة قاعدة على 3 قطاعات ، بإجمالي 18 وحدة AAU ، 20 موجة لأعلى / 20 موجة لأسفل). يتوافق الهيكل مع الشبكة الضوئية المنفعلة القائمة على PON ويزيد من الاستفادة من شبكة ODN القديمة والحالية للشبكة.
في الوقت الحالي ، لا يوجد سوى AWGs من الدرجة التجارية الناضجة في الصناعة ، مع نطاق درجة حرارة التشغيل من 0 درجة ~ 75 درجة. في شبكة WDM-PON المستقبلية وحلول 5G قبل الإرسال ، يجب زيادة نطاق درجة حرارة التشغيل AWG إلى الدرجة الصناعية -40 درجة ~ 85 درجة ، مما يضع متطلبات أكثر صرامة للتغليف الساخن وغير الساخن ، ويزيد أيضًا من متطلبات AWG على مستوى الرقاقة غير الحرارية. لا تزال بحاجة إلى زملاء الصناعة للعمل بجد لكسر.إذا كان AWG الصناعي لا يزال غير ناضج وبيئة التثبيت غير مناسبة لتلبية درجة حرارة التشغيل التجارية ، يمكن اعتبار PLCsplitter عندما يمكن لميزانية الطاقة الضوئية للربط تلبية المتطلبات. يمكن أن تلبي منتجات الفاصل بشكل كامل متطلبات درجة حرارة التشغيل الصناعية في الوقت الحاضر.
في سيناريو P2MP ، يتم استخدام الوحدات البصرية 25G CWDM / DWDM LR / ER و 25G SFP28 TUNABLE LR / ER بشكل أساسي. يمكن أن يكون الطول الموجي O band و C band ، ومنتجات WDM الصناعية 5G OMUX ، CCWDM ، إلخ. AWG أو PLC Splitter. OPTICO هي أكبر شركة لتصنيع PLC Splitter / FBT Coupler في Shenzhen ، تقدم مجموعة كاملة ومجموعة متنوعة من PLC المخصصة الفاصل / مقرنة FBT / أجهزة WDM.
الشكل 4: مخطط WDM السلبي للأمام من نقطة إلى عدة نقاط بمقدار 5 جيجا بايت
خاتمة
5G هو معلم رئيسي في تاريخ الاتصالات. السوق كبير وصعب ، وستواصل OPTICO تزويد العملاء بتصميمات وحلول مبتكرة للتوصيل البيني البصري.