Giải pháp truyền dẫn quang của mạng di động 5G
Lý lịch
Tiêu chuẩn thông tin di động trên điện thoại di động thế hệ thứ năm, còn được gọi là công nghệ thông tin di động thế hệ thứ năm, viết tắt tiếng Anh: 5G. Theo lịch trình do 3GPP tổ chức, tiêu chuẩn R14 chủ yếu thực hiện nghiên cứu về khung hệ thống 5G và các công nghệ chính;R15 đáp ứng 5G nhu cầu trong một số kịch bản và bắt đầu quá trình thương mại; R16 sẽ thực hiện tất cả các tiêu chuẩn hóa. Ba tiêu chuẩn dự kiến sẽ được hoàn thành vào tháng 3 năm 2017, tháng 6 năm 2018 và tháng 12 năm 2019 và tiêu chuẩn 5G hoàn chỉnh cuối cùng sẽ được đệ trình lên Liên minh Viễn thông Quốc tế ( ITU) để sử dụng thương mại vào đầu năm 2020.
Theo kế hoạch 3GPP, các tiêu chuẩn 5G được chia thành NSA và SA (Mạng độc lập). Trong số đó, mạng 5GNSA yêu cầu trạm gốc 4G và mạng lõi 4G, đồng thời 4G được sử dụng làm điểm neo của mặt phẳng điều khiển để đáp ứng các nhà khai thác triệt để' các yêu cầu sử dụng tài nguyên mạng LTE hiện có và hiện thực hóa việc triển khai nhanh chóng 5GNR (NewRatio).
Vào ngày 14 tháng 6 năm 2018, 3GPP đã tổ chức một cuộc họp toàn thể tại Hoa Kỳ và chính thức thông qua việc đóng băng chức năng Kết nối mạng độc lập (SA) của Tiêu chuẩn công nghệ truyền thông di động thế hệ thứ 5 (5GNR). Tiêu chuẩn kết nối mạng không độc lập (NSA) 5GNR đã được đã bị đóng băng kể từ tháng 12 năm ngoái, do đó, giai đoạn đầu tiên của tiêu chuẩn 5G hoàn chỉnh và đầy đủ chức năng đã chính thức được phát hành và việc sử dụng thương mại 5G đã bước vào giai đoạn nước rút đầy đủ.
Các tính năng chính của mạng 5G để cung cấp dịch vụ bao gồm băng thông lớn (tốc độ trải nghiệm người dùng tối đa 1Gbps), độ trễ thấp (1ns) và kết nối lớn (mật độ kết nối 106/km2), do đó đặt ra các yêu cầu mới cho mạng truyền tải về băng thông , dung lượng, độ trễ và tính linh hoạt của mạng. Tín hiệu băng tần cơ sở của AAU trạm gốc 5G sử dụng đường truyền kỹ thuật số và giao diện vô tuyến sử dụng giao diện giao thức eCPRI, với tốc độ thông thường là 25,165824Gbps. Xem xét kịch bản đồng trạm với 4G, nó cần tương thích với CPRIoption10 với tốc độ 24,33024Gbps.
5G đã đến. Là một thành viên của ngành thiết bị truyền thông quang học, ở đây chúng ta sẽ nói về các thiết bị quang học sẽ được sử dụng trong mạng 5G. Tất cả chúng đều đáp ứng nhu cầu lớn ở hàng chục triệu cấp độ. Các thiết bị liên lạc quang học là thành phần cốt lõi của mạng truyền dẫn quang, mang các chức năng lớp vật lý chính của mạng như chuyển đổi quang điện, ghép kênh và tách kênh bước sóng quang cũng như phân phối năng lượng quang. So với mạng 3G4G hiện tại, thay đổi lớn nhất của 5G trong mạng mang không dây nằm ở lĩnh vực truyền chuyển tiếp và trung gian. Truyền chuyển tiếp là kết nối giữa trạm cơ sở và DU (DistributeUnit, chịu trách nhiệm xử lý giao thức lớp vật lý và dịch vụ thời gian thực) và truyền trung gian là kết nối giữa DU và CU (CentralizedUnit, đơn vị tập trung, tập trung đơn vị). Xử lý các giao thức và dịch vụ phi thời gian thực).
Trạm gốc không dây thường được lắp đặt trên tháp truyền thông hoặc mái nhà của tòa nhà, nơi có nắng và gió, vì vậy các thiết bị quang được sử dụng trong truyền dẫn phía trước cần phải đáp ứng cảnh ngoài trời. Điều quan trọng nhất là nhiệt độ hoạt động của các thiết bị phải đáp ứng các yêu cầu công nghiệp, {{0}} độ ~85 độ. Nhân tiện, một cảnh trong nhà khác nói chung là yêu cầu về nhiệt độ cấp thương mại, 0~ 70 độ.
Trong kịch bản tiền truyện, hầu hết khoảng cách truyền được yêu cầu phải nhỏ hơn 10kmLR, trong đó 80% là dưới 5km và 20% là từ 5 đến 10km. Tất nhiên, sẽ có khoảng cách giữa giá trị lý thuyết và ứng dụng thực tế của mạng trực tiếp. Chắc chắn sẽ có những vấn đề như tăng độ suy giảm của liên kết lão hóa sợi quang và khoảng cách tới hạn của vùng phủ sóng. Do đó, thông số kỹ thuật về khoảng cách truyền trên 10km, chẳng hạn như 20kmER, vẫn cần thiết. Trong kịch bản truyền trung bình, khoảng cách truyền được yêu cầu trong khoảng từ 10 đến 40km và có hai yêu cầu về nhiệt độ hoạt động, công nghiệp và thương mại. Hiện tại, hàng đầu các nhà sản xuất tích cực trong ngành đã hoặc đang tung ra một loạt giải pháp mô-đun quang cho các ứng dụng truyền trước và truyền trung gian, bao gồm truyền trước 25GLR/ER, 25GLR/ERBIDI, 25GCWDM/DWDMER, 25GSFP28TUNABLE,Trong truyền 100GQSFP28LR4/4WDM40, 200GQSFP56LR4 và các loại khác các sản phẩm mô-đun quang công nghiệp. Chúng tôi cũng cung cấp các sản phẩm thụ động công nghiệp như 5GOMUX, CCWDM, AAWG, v.v.
Hình 1: Tốc độ và khoảng cách của đường chuyền về phía trước 5g
Mô-đun quang là chuyển đổi quang điện, phương tiện truyền dẫn trung gian là sợi quang, khoản đầu tư lớn nhất vào mạng quang luôn là tài nguyên sợi quang, do đó, việc lựa chọn thiết bị và thiết bị trước tiên nên xem xét sợi quang. Do các yếu tố chính sách và dân số, quang tài nguyên sợi có nhiều ở các thành phố và hầu hết các khu vực của Trung Quốc, nhưng lại rất khan hiếm ở vùng nông thôn Trung Quốc và hầu hết các khu vực ở nước ngoài.
1.Các tình huống có nhiều sợi quang
Trong trường hợp có nhiều tài nguyên quang, hãy sử dụng sợi quang để kết nối trực tiếp, một sợi cho mỗi cung và 25GLR/ERBIDI cho các mô-đun quang. Nói chung, một trạm gốc có ba cung, vì vậy sơ đồ BIDI chỉ cần ba sợi quang để đáp ứng lưu lượng chuyển tiếp của trạm cơ sở và có lợi cho việc đồng bộ hóa đồng hồ có độ chính xác cao. Không rõ bước sóng giảm dần là 1310nm hay 1330nm. OPTICO cung cấp đầy đủ các loại 25GLR/ER, 25GLR/ERBIDI, 25GCWDM/DWDMER, 25GSFP28, với quy trình sản xuất đã được chứng minh các quy trình và hiệu quả chi phí cực cao để tiết kiệm tài nguyên sợi quang và chi phí đi dây của khách hàng.
Hình 2:Sơ đồ kết nối trực tiếp sợi quang chuyển tiếp 5G
2.Các tình huống khan hiếm tài nguyên sợi quang
Khi tài nguyên sợi quang khan hiếm, sơ đồ WDM là cần thiết. Tất cả các bước sóng dịch vụ của Trạm gốc được ghép thành một hoặc một cặp sợi quang để truyền ngược nhằm tiết kiệm tài nguyên sợi quang từ trạm gốc đến DU, được gọi là OneFiberOneSite(một sợi quang cho một trạm gốc). Một số lượng lớn màu cần có các mô-đun quang học, điều này có thể gây ra sự bất tiện khi lắp đặt, thay thế phụ tùng và bảo trì. Các mô-đun quang có thể điều hướng được thiết kế để sử dụng. Do đó, trong trường hợp này, OPTICO có thể cung cấp cho khách hàng 25GCWDM/DWDMLR/ER, 25GSFP28TUNABLELR/ER, bước sóng có thể là băng tần O và băng tần C, cũng như các sản phẩm WDM thụ động công nghiệp 5GOMUX, CCWDM và các mô-đun khác.
Tất nhiên, cách hiệu quả hơn để trả lại mạng là đưa thiết bị phân chia sóng trực tiếp đến trạm gốc và DU, cụ thể là sơ đồ WDM hoạt động, có thể tương thích với các dịch vụ 2G/3G/4G của mạng trực tiếp và tất nhiên, có thể nhận ra nhiều chức năng quản lý và tối ưu hóa dịch vụ lớp L3 hơn, điều này sẽ làm tăng CAPEX.
3. Sự thiếu hụt trầm trọng các nguồn tài nguyên sợi quang backpropagation
Trong trường hợp cực kỳ thiếu tài nguyên sợi quang đường trục dự phòng, lưu lượng truy cập từ nhiều Trạm gốc phải được tổng hợp thành một DU để sao lưu, được gọi là OneFiberNSites(trạm cơ sở) (một sợi quang đường trục cho N trạm gốc). Đây là sơ đồ WDM thụ động điểm-đa điểm. Ví dụ: bước sóng AAWG40 thường được sử dụng có thể bao phủ 6 trạm gốc (mỗi trạm gốc có 3 cung, tổng cộng 18 AAU, 20 sóng lên/20 sóng xuống). Cấu trúc liên kết này cấu trúc phù hợp với mạng thụ động quang dựa trên PON và tối đa hóa lợi thế của mạng ODN mạng cũ và hiện tại.
Hiện tại, chỉ có các AWG cấp thương mại trưởng thành trong ngành, với phạm vi nhiệt độ hoạt động là 0 độ ~75 độ . Trong mạng WDM-PON và giải pháp truyền trước 5G trong tương lai, phạm vi nhiệt độ hoạt động của AWG cần phải được tăng thêm lên cấp công nghiệp -40 độ ~85 độ, đưa ra các yêu cầu nghiêm ngặt hơn đối với bao bì nóng và không nóng, và tăng hơn nữa các yêu cầu đối với AWG không tỏa nhiệt ở cấp độ chip. Vẫn cần các đồng nghiệp trong ngành làm việc chăm chỉ để phá vỡ. Nếu AWG công nghiệp vẫn chưa trưởng thành và môi trường lắp đặt không phù hợp để đáp ứng nhiệt độ vận hành thương mại, thì có thể xem xét bộ tách PLC khi ngân sách năng lượng quang liên kết có thể đáp ứng các yêu cầu. Các sản phẩm bộ chia hoàn toàn có thể đáp ứng các yêu cầu về nhiệt độ hoạt động trong công nghiệp hiện nay.
Trong kịch bản P2MP, các mô-đun quang học 25G CWDM/DWDM LR/ER, 25G SFP28 TUNABLE LR/ER được sử dụng chủ yếu. Bước sóng có thể là băng tần O và băng tần C, và các sản phẩm WDM thụ động công nghiệp 5G OMUX, CCWDM, v.v.AWG hoặc Bộ chia PLC.OPTICO là nhà sản xuất Bộ ghép nối PLC / Bộ ghép nối FBT lớn nhất tại Thâm Quyến, cung cấp đầy đủ và nhiều loại PLC tùy chỉnh Bộ chia/Bộ nối FBT/Thiết bị WDM.
Hình 4:5 Sơ đồ WDM thụ động điểm-đa điểm chuyển tiếp G
Phần kết luận
5G là một cột mốc quan trọng trong lịch sử truyền thông. Thị trường rộng lớn và đầy thách thức, và OPTICO sẽ tiếp tục cung cấp cho khách hàng các giải pháp và thiết kế sáng tạo cho kết nối quang học.