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Solutions de Réseau de Transmission Optique Mobile 5G

  • La "communication mobile de cinquième génération" est appelée 5G pour faire court. Les principales caractéristiques du réseau 5G comprennent une large bande passante (jusqu'à 1 Gbit/s), un faible retard (1 ns) et une connexion de masse (densité de connexion 106/km2), qui fournissent de nouvelles exigences en termes de bande passante, de capacité, de délai et de flexibilité de mise en réseau du réseau porteur. Le signal en bande de base de la station de base 5G est transmis numériquement, en utilisant l'interface de protocole eCPRI (débit typique 25,16 Gb/s). Compte tenu des stations communes avec 4G, le taux CPRI option10 (24,33 Gb/s) doit être compatible.
  • Les dispositifs de communication optique sont les composants principaux du réseau de transmission optique, portant les fonctions de la couche physique du réseau clé, telles que la conversion photoélectrique, le multiplexage et le multiplexage en longueur d'onde et la distribution de la puissance optique. Comparé au réseau 3G/4G actuel, le plus grand changement de la 5G dans le réseau porteur sans fil est le fronthaul et le middlehaul. Le fronthaul 5G fait référence à la connexion entre la station de base (AAU) et DU (unité de distribution, traitant des protocoles de couche physique et des services en temps réel), tandis que le middlehaul 5G est la connexion entre DU et CU (unité centralisée, traitant des non réels). protocoles et services horaires).
  • La station de base sans fil est généralement installée dans la tour de communication ou sur le toit du bâtiment. Ainsi, les dispositifs optiques utilisés dans le fronthaul et middlehaul doivent répondre à l'utilisation des scènes extérieures. La chose la plus importante est que la plage de température de fonctionnement des appareils doit répondre aux exigences de la qualité industrielle, c'est-à-dire de -40 ℃ à 85 ℃. Soit dit en passant, une autre scène d'intérieur est généralement une température de qualité commerciale, de 0 à 70 ℃.
  • Dans le scénario de liaison, la majeure partie de la distance de transmission est inférieure à 10km, dont moins de 5 km représentent environ 80% et 5km à 10 km représentent 20%. Bien sûr, il y aura un écart entre la valeur théorique et l'application réelle du réseau actuel. Et, il y aura un problème que l'atténuation de la liaison augmentera à mesure que le vieillissement de la fibre et la distance de la zone de couverture pourraient être à la valeur critique, donc la distance de transmission au-dessus de 10 km, comme 20 km, sera toujours nécessaire. Dans le scénario moyen parcours, la distance de transmission est comprise entre 10 et 40 km, et il existe deux exigences de température de fonctionnement pour les qualités industrielles et commerciales. Pour les applications 5G fronthaul et middlehaul, FLYPRO.com a lancé (ou lancera) une série d'émetteurs-récepteurs optiques de qualité industrielle, y compris des modules 25G BiDi/CWDM/DWDM/Tunable SFP28 pour des applications 10km/20km dans le réseau 5G fronthaul et 100GBASE -LR4/4WDM-40 modules QSFP28 avec modules 200G QSFP56 utilisés pour des applications de 10km/40km dans un réseau 5G middlehaul (et backhaul). Dans le même temps, nous proposons également des composants optiques passifs de qualité industrielle, tels que 5G OMUX, CCWDM et AAWG.

Figure 1. Les débits de données et les distances de la 5G fronthaul et middlehaul

  • La fonction de l'émetteur-récepteur optique est la conversion photoélectrique, utilisant la fibre optique comme support de transmission. Cela signifie que le plus gros investissement dans le réseau optique est toujours les ressources en fibre optique, donc la première chose à considérer lors du choix de l'équipement et des appareils est de savoir comment économiser la fibre optique. Au vu des différentes scènes du fronthaul 5G, trois options (émetteurs-récepteurs SFP28 25G) sont disponibles.
  • Premièrement, dans la scène où les ressources en fibres optiques sont riches, le schéma de connexion directe en fibre optique, également appelé One Fiber One Cell, peut être déployé avec des émetteurs-récepteurs optiques 25G BiDi SFP28 pour une transmission de 10km/20 km. En général, il y a trois cellules dans une station de base. Ainsi, le schéma BiDi n'a besoin que de trois fibres optiques pour répondre au trafic de liaison d'une station de base et est propice à la synchronisation de haute précision de l'horloge. Parmi eux, la longueur d'onde en aval peut être de 1310nm ou 1330nm, ce qui est incertain pour le moment.

Figure 2. Schéma de connexion directe de la fibre optique pour la liaison 5G

  • Deuxièmement, dans la scène où les ressources en fibres optiques sont rares, le schéma WDM de multiplexage de toutes les longueurs d'onde de service d'une station de base sur une seule fibre ou une paire de fibres optiques pour économiser les ressources en fibres optiques, également appelé One Fibre One Site (Base-station ), peut être déployé. De nombreux émetteurs-récepteurs optiques couleur sont nécessaires dans le schéma WDM, ce qui entraînera des inconvénients pour l'installation, les pièces de rechange et la maintenance. Cependant, les émetteurs-récepteurs accordables peuvent être utilisés pour résoudre ce problème. Ainsi, cette scène utilise principalement des émetteurs-récepteurs optiques 25G CWDM/DWDM/SFP28 accordables (bande O ou bande C), ainsi que des composants optiques passifs de qualité industrielle tels que les modules 5G OMUX et CCWDM.

Figure 3. Schéma passif de WDM pour la liaison 5G

  • Bien sûr, le moyen le plus efficace consiste à couler les périphériques WDM directement vers la station de base et le DU, c'est-à-dire le schéma WDM actif, qui peut être compatible avec le service réseau 2G/3G/4G actuel et peut atteindre plus de couche L3. fonctions de gestion et d'optimisation des affaires. Cependant, ce régime augmentera le CAPEX.
  • Troisièmement, dans la scène où les ressources de fibre optique de la dorsale sont démunies, le schéma WDM passif avec point à multipoint (P2MP) faisant converger le trafic de plusieurs stations de base vers un DU, également appelé One Fibre N Sites (Base-station), peut être déployé. . Par exemple, le 40 canaux AAWG DWDM Mux/Demux couramment utilisé peut couvrir 6 stations de base (chaque station de base a 3 secteurs, un total de 18 UQA, 20 canaux pour l'amont et 20 canaux pour l'aval). Cette topologie est conforme au réseau passif optique basé sur PON et maximise l'utilisation des réseaux ODN existants.
  • À l'heure actuelle, seul l'AWG de qualité commerciale est mature, avec une plage de températures de fonctionnement de 0 75 à 75 ℃. Dans les futures solutions de liaison WDM-PON et même 5G, la plage de températures de fonctionnement de l'AWG doit être encore améliorée pour passer de -40 ℃ à 85 grade de qualité industrielle, ce qui entraîne des exigences plus exigeantes pour les emballages thermiques et athermiques, et l'exigence de qualité puce. AWG athermique est également amélioré. À condition que l'AWG de qualité industrielle ne soit pas mature, l'environnement d'installation n'est pas pratique pour répondre à la température de qualité commerciale, mais le budget de puissance optique de la liaison peut être respecté, nous pouvons envisager d'utiliser les répartiteurs PLC (qui peuvent répondre pleinement les exigences de la température de qualité industrielle à l'heure actuelle).
  • La scène P2MP utilise principalement des émetteurs-récepteurs optiques 25G CWDM/DWDM/SFP28 accordables (bande O ou bande C), ainsi que des composants optiques passifs de qualité industrielle tels que 5G OMUX, CCWDM, AWG ou Splitters PLC.

Figure 4. Le schéma WDM passif P2PM pour la liaison 5G