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la "comunicazione mobile di quinta generazione" si chiama 5g in breve. secondo il calendario dell'organizzazione 3gpp, lo standard r14 studia la struttura del sistema 5g e le tecnologie chiave; lo standard r15 viene utilizzato per soddisfare i requisiti 5g di alcune scene e apre il processo commerciale; lo standard r16 completerà tutto il lavoro di standardizzazione. r14 e r15 sono stati completati rispettivamente a marzo 2017 e giugno 2018, mentre r16 dovrebbe essere completato a dicembre 2019. e lo standard completo 5g finale sarà presentato all'international telecommunication union (itu) all'inizio di 2020.
secondo la pianificazione di 3gpp, gli standard 5g sono suddivisi in due tipi: nsa (non standalone) e sa (standalone). tra questi, la modalità di rete di 5g nsa deve utilizzare la stazione base 4g e la rete 4g, e 4g come ancoraggio della superficie di controllo, per soddisfare le esigenze degli operatori radicali di utilizzare le risorse di rete lte esistenti per realizzare il implementazione rapida di 5g nr (new ratio).
a giugno 14, 2018, 3gpp ha tenuto una riunione plenaria negli stati uniti per approvare formalmente il congelamento della funzione 5g nr sa. lo standard 5g nr nsa è stato congelato a dicembre 2017. in questa fase, è stata introdotta formalmente la versione completa dello standard 5g.
le caratteristiche principali della rete 5g includono ampie larghezze di banda (fino a 1gb / s), basso ritardo (1ns) e connessione di massa (densità di connessione 106 / km2), che forniscono nuovi requisiti per la larghezza di banda, capacità, ritardo e flessibilità di rete del rete portante. il segnale in banda base della stazione base 5g viene trasmesso in modo digitale, utilizzando l'interfaccia del protocollo ecpri (frequenza tipica 25.16gb / s). considerando le stazioni comuni con 4g, l'opzione cpri della velocità 10 (24.33gb / s) deve essere compatibile.
5g sta arrivando e la rete ottica 5g ha decine di milioni di richieste per i dispositivi ottici.
i dispositivi di comunicazione ottica sono i componenti principali della rete di trasmissione ottica, con le funzioni dello strato fisico di rete chiave, come la conversione fotoelettrica, il multiplexing e il multiplexing della lunghezza d'onda e la distribuzione della potenza ottica. rispetto all'attuale rete 3g / 4g, il più grande cambiamento di 5g nella rete portante wireless è il fronthaul e il middlehaul. il frontalone 5g si riferisce alla connessione tra base station (aau) e du (distribute unit, che si occupa di protocolli di livello fisico e servizi in tempo reale), mentre 5g middlehaul è la connessione tra du e cu (centralized unit, che si occupa di non reale protocolli e servizi temporali).
la stazione base wireless viene solitamente installata nella torre di comunicazione o sul tetto dell'edificio. quindi i dispositivi ottici utilizzati nel fronthaul e nel middlehaul devono soddisfare l'uso di scene all'aperto. la cosa più importante è che la gamma di temperature di funzionamento dei dispositivi deve soddisfare i requisiti del grado industriale, ovvero da -40 ℃ a 85 ℃. un'altra scena interna, a proposito, è generalmente un requisito di temperatura commerciale, 0 ℃ a 70 ℃.
nello scenario di fronthaul, la maggior parte della distanza di trasmissione è inferiore a 10km, di cui meno di 5km rappresenta circa 80% e 5km a 10km rappresenta 20%. naturalmente, ci sarà uno spazio tra il valore teorico e l'effettiva applicazione della rete attuale. e, ci sarà un problema che l'attenuazione del collegamento aumenterà con l'invecchiamento della fibra e la distanza dell'area di copertura potrebbe essere al valore critico, quindi la distanza di trasmissione sopra 10km, come 20km, sarà ancora necessaria. nello scenario a medio raggio, la distanza di trasmissione è compresa tra 10 e 40km e sono previsti due requisiti di temperatura operativa per i tipi industriali e commerciali. per applicazioni di fronthaul e middlehaul 5g, gigalight ha lanciato (o lancerà) una serie di transceiver ottici di livello industriale, inclusi i moduli 25g bidi / cwdm / dwdm / tunable sfp28 per le applicazioni 10km / 20km nella rete di fronthaul 5g e i moduli 100gbase-lr4 / 4wdm-40 qsfp28 insieme a moduli 200g qsfp56 utilizzati per le applicazioni 10km / 40km nella rete di middlehaul (e backhaul) 5g. allo stesso tempo, offriamo anche componenti ottici passivi di livello industriale, come 5g omux, ccwdm e aawg (saranno rilasciati dopo la scadenza dei chip di livello industriale).
figura 1. le velocità di trasmissione dati e le distanze del fronthaul e del middlehaul 5g
la funzione del ricetrasmettitore ottico è la conversione fotoelettrica, utilizzando la fibra ottica come mezzo di trasmissione. ciò significa che il più grande investimento nella rete ottica sono sempre le risorse in fibra ottica, quindi la prima cosa da considerare quando si selezionano apparecchiature e dispositivi è come risparmiare fibra ottica. in vista delle diverse scene del frontalino 5g, ci sono tre opzioni (ricetrasmettitori 25g sfp28) tra cui scegliere.
innanzitutto, nella scena in cui le risorse in fibra ottica sono ricche, lo schema di connessione diretta in fibra ottica, chiamato anche one fiber one cell, può essere implementato con i ricetrasmettitori 25g bidi sfp28 per la trasmissione 10km / 20km. in generale, ci sono tre celle in una stazione base. pertanto, lo schema bidi ha bisogno solo di tre fibre ottiche per soddisfare il traffico di fronthaul di una stazione base e favorisce la sincronizzazione di alta precisione dell'orologio. tra questi, la lunghezza d'onda a valle potrebbe essere 1310nm o 1330nm, che al momento è incerta.
figura 2. lo schema di connessione diretta in fibra ottica per il frontalino 5g
in secondo luogo, nella scena in cui le risorse in fibra ottica sono scarse, lo schema wdm di multiplexare tutte le lunghezze d'onda di servizio di una stazione base su una singola fibra o una coppia di fibre ottiche per risparmiare risorse in fibra ottica, chiamato anche one fiber one site (base-station ), può essere schierato. sono necessari molti transceiver ottici a colori nello schema wdm, che causeranno inconvenienti all'installazione, ai pezzi di ricambio e alla manutenzione. tuttavia, i ricetrasmettitori sintonizzabili possono essere utilizzati per risolvere questo problema. quindi, questa scena utilizza principalmente 25g cwdm / dwdm / sintonizzabili transceiver ottici sfp28 (banda o o banda c), nonché componenti ottici passivi di livello industriale come 5g omux e moduli ccwdm.
figura 3. schema wdm passivo per il frontalino 5g
naturalmente, il modo più efficiente è quello di affondare i dispositivi wdm direttamente alla stazione base e al du, cioè lo schema wdm attivo, che può essere compatibile con il servizio 2g / 3g / 4g della rete corrente e può ottenere più livelli l3 funzioni di gestione aziendale e ottimizzazione. tuttavia, questo schema aumenterà il capex.
in terzo luogo, nella scena in cui le risorse in fibra ottica della dorsale sono prive di risorse, lo schema wdm passivo con punto a multipunto (p2mp) che converte il traffico di più stazioni base in un du, chiamato anche one fiber n sites (base-station), può essere implementato . ad esempio, il canale 40 comunemente usato aawg dwdm mux / demux può coprire le stazioni base 6 (ciascuna stazione base ha settori 3, un totale di 18 aau, canali 20 per i canali upstream e 20 per downstream). questa topologia è conforme alla rete passiva ottica basata su pon e ottimizza l'utilizzo delle reti odn esistenti.
al momento, esiste solo un awg di livello commerciale maturo, con una gamma di temperature operative da 0 ℃ a 75 ℃. nelle future soluzioni wdm-pon e 5g, la gamma di temperature di esercizio di awg deve essere ulteriormente migliorata a livello industriale -40 ℃ a 85 ℃, con requisiti più severi per gli imballaggi termici e atermici e il requisito per il grado di truciolo anche l'awg atermico è ulteriormente migliorato. a condizione che l'awg di livello industriale non sia maturo, l'ambiente di installazione è scomodo per soddisfare la temperatura commerciale, ma il budget di potenza ottica del collegamento può essere raggiunto, possiamo considerare l'utilizzo degli splitter plc (che possono pienamente soddisfare attualmente i requisiti della temperatura industriale)
la scena p2mp utilizza principalmente 25g cwdm / dwdm / sintonizzabili transceiver ottici sfp28 (banda o o banda c), nonché componenti ottici passivi di livello industriale come 5g omux, ccwdm, awg o splitter plc.
figura 4. lo schema wdm p2pm passivo per il frontalino 5g
5g è una pietra miliare nella storia della comunicazione ottica. per le reti ottiche 5g, c'è un enorme mercato con così tante sfide. gigalight continuerà a fornire ai clienti prodotti di interconnessione ottica ad alta velocità con design innovativi e soluzioni all'avanguardia.
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