5Gモバイルネットワークの光伝送ソリューション
バックグラウンド
第 5 世代移動通信技術とも呼ばれる第 5 世代の携帯電話移動体通信規格、英語の略語: 5G。3GPP によって編成されたスケジュールによると、R14 標準は主に 5G システムのフレームワークと主要な技術に関する研究を行います。R15 は 5G に適合します。 R16はすべての標準化を行います。3つの標準は2017年3月、2018年6月、2019年12月に完成する予定で、最終的な完全な5G標準は国際電気通信連合に提出されます( ITU) は、2020 年初頭に商用利用を開始します。
3GPPの計画によると、5Gの規格はNSAとSA（スタンドアローン・ネットワーキング）に分けられます。そのうち、5GNSAネットワーキングには4G基地局と4Gコアネットワークが必要で、4Gは過激な事業者の要求に応えるためのコントロールプレーンのアンカーポイントとして使用されます。既存の LTE ネットワーク リソースを活用し、5GNR (NewRatio) の急速な展開を実現するための要件。
2018 年 6 月 14 日、3GPP は米国で本会議を開催し、第 5 世代モバイル通信技術標準 (5GNR) の独立ネットワーク (SA) 機能の凍結を正式に承認しました。昨年12月から凍結されたため、完全に機能する完全な5G標準の第1フェーズが正式にリリースされ、5Gの商用利用は本格的なスプリント段階に入りました。
サービスを提供する 5G ネットワークの主な機能には、広い帯域幅 (最大ユーザー エクスペリエンス レート 1Gbps)、低遅延 (1ns)、大規模な接続 (106/km2 の接続密度) が含まれ、帯域幅に関するベアラー ネットワークの新しい要件を提唱しています。 、容量、遅延、ネットワークの柔軟性。5G基地局AAUのベースバンド信号はデジタル伝送を採用し、エアインターフェースはeCPRIプロトコルインターフェースを採用し、通常の速度は25.165824Gbpsです。 4G とのコステーションのシナリオを考えると、24.33024Gbps のレートで CPRIoption10 と互換性がある必要があります。
5Gが来ました。 光通信デバイス業界の一員として、5Gネットワークで使用される光デバイスについてお話します。 それらはすべて、数千万レベルの大量の需要を満たしています。光通信デバイスは、光伝送ネットワークのコアコンポーネントであり、光電変換、光波長の多重化と逆多重化、光パワー分配などの主要なネットワーク物理層機能を搭載しています。現在の 3G4G ネットワークでは、ワイヤレス ベアラー ネットワークにおける 5G の最大の変化は、前方および中間伝送の分野にあります。 順方向伝送は、基地局と DU (DistributeUnit、物理層プロトコルとリアルタイム サービスの処理を担当) 間の接続であり、中間伝送は、DU と CU (CentralizedUnit、集中型ユニット、集中型ユニット) 間の接続です。ユニット）。非リアルタイムのプロトコルとサービスを処理します）。
無線基地局は通常、太陽や風が当たる通信塔や建物の屋上に設置されるため、順方向伝送に使用される光デバイスは屋外シーンに対応する必要があります。 最も重要なことは、デバイスの動作温度が産業要件 ({{0}} 度 ~ 85 度) を満たす必要があることです。ちなみに、別の屋内シーンでは、一般的に商用グレードの温度 0 ~ の要件があります。 70度。
前編のシナリオでは、ほとんどの伝送距離が 10kmLR 未満である必要があり、そのうち 80% は 5km 未満であり、20% は 5 ～ 10km の間です. もちろん、理論値と実用化の間にはギャップがあります.ライブネットワーク。 光ファイバーの老朽化リンクの減衰量の増加や、カバレッジ エリアの限界距離などの問題は確実に発生します。 したがって、20kmER などの 10km を超える伝送距離仕様は依然として必要です。中伝送シナリオでは、伝送距離は 10 ～ 40km である必要があり、産業用と商業用の 2 つの動作温度要件があります。現在、主要な業界のアクティブなメーカーは、100GQSFP28LR4 / 4WDM40、200GQSFP56LR4などの伝送で、伝送前25GLR / ER、25GLR / ERBIDI、25GCWDM / DWDMER、25GSFP28TUNABLEなど、伝送前および中間伝送アプリケーション向けの一連の光モジュールソリューションを発売したか、発売中です。産業用光モジュール製品。5GOMUX、CCWDM、AAWGなどの産業用パッシブ製品も提供しています。
図1：5gフォワードパスの速度と距離
光モジュールは光電変換であり、中間伝送媒体は光ファイバーであり、光ネットワークへの最大の投資は常に光ファイバーリソースであるため、機器とデバイスの選択は最初に光ファイバーを考慮する必要があります。政策と人口の要因により、光、中国の都市とほとんどの地域ではファイバー資源が豊富ですが、中国の農村部と海外のほとんどの地域では非常に不足しています.ファイバーは貴重なので、光モジュールで節約してください.
1.光ファイバーが豊富なシナリオ
光リソースが豊富なシナリオでは、直接接続には光ファイバーを使用し、各セクターに 1 つのファイバーを使用し、光モジュールには 25GLR/ERBIDI を使用します。下りの波長が 1310nm なのか 1330nm なのかは不明です。OPTICO は、25GLR/ER、25GLR/ERBIDI、25GCWDM/DWDMER、25GSFP28 のフルレンジを提供し、製造実績があります。プロセスと超高コスト効率により、お客様のファイバー リソースと配線コストを節約できます。
図2：5Gフォワード光ファイバー直結方式
2.光ファイバー資源が不足するシナリオ
光ファイバーのリソースが不足している場合、WDM 方式が必要になります。 基地局のすべてのサービス波長は、OneFiberOneSite (1 つの基地局に対して 1 つの光ファイバー) と呼ばれる、基地局から DU への光ファイバー リソースを節約するために、逆送信用の 1 つまたは 1 組の光ファイバーに多重化されます。光モジュールが必要なため、設置、スペアパーツ、およびメンテナンスに不便が生じる可能性があります。 調整可能な光モジュールは使用するために設計されています。したがって、このシナリオでは、OPTICO は 25GCWDM/DWDMLR/ER、25GSFP28TUNABLELR/ER、波長は O バンドと C バンド、および産業用パッシブ WDM 製品 5GOMUX、CCWDM、および他のモジュール。
もちろん、ネットワークを返すより効率的な方法は、ライブネットワークの2G / 3G / 4Gサービスと互換性があることができるアクティブWDM方式である、基地局とDUに直接波分割装置をシンクすることです。もちろん、より多くの L3 レイヤー サービス管理および最適化機能を実現できますが、これにより CAPEX が増加します。
3.バックプロパゲーションバックボーンファイバーリソースの極端な不足
バックアップ バックボーン ファイバー リソースが極端に不足している場合は、複数の基地局からのトラフィックをバックアップ用の 1 つの DU に集約する必要があります。 これは、ポイントツーマルチポイントのパッシブ WDM 方式です。たとえば、一般的に使用されている AAWG40 波長は、6 つの基地局をカバーできます (各基地局には 3 つのセクターがあり、合計 18 AAU、20 波アップ/20 波ダウン)。このトポロジー構造はPONベースの光パッシブネットワークに準拠し、古いネットワークと現在のネットワークODNネットワークの利点を最大限に引き出します。
現在、業界には成熟した商用グレードの AWG のみがあり、動作温度範囲は 0 度 ~75 度です。 将来の WDM-PON ネットワークと 5G プリトランスミッション ソリューションでは、AWG の動作温度範囲を産業用グレードの -40 度 ~85 度までさらに上げる必要があり、これにより、ホットおよび非ホット パッケージのより厳しい要件が提示されます。チップレベルの非熱 AWG の要件がさらに高まっています。業界の同僚が壊れるまで懸命に取り組む必要があります。産業用 AWG がまだ未熟であり、設置環境が商用動作温度を満たすのに適していない場合は、PLC スプリッターを検討できます。リンクの光パワー バジェットが要件を満たすことができる場合。 スプリッタ製品は、現在、産業用動作温度の要件を完全に満たすことができます。
P2MP シナリオでは、光モジュール 25G CWDM/DWDM LR/ER、25G SFP28 TUNABLE LR/ER が主に使用されます。 波長は O バンドと C バンド、および産業用パッシブ WDM 製品 5G OMUX、CCWDM などです。AWG または PLC スプリッター。OPTICO は、深センで最大の PLC スプリッター/FBT カプラー メーカーであり、フルレンジとさまざまなカスタマイズされた PLC を提供しています。スプリッター/FBT カプラー/WDM デバイス。
図 4:5 G フォワード ポイントツーマルチポイント パッシブ WDM 方式
結論
5G は、通信の歴史における重要なマイルストーンです。 市場は大きく挑戦的であり、OPTICO は光相互接続のための革新的な設計とソリューションを顧客に提供し続けます。