Optiliste moodulite rakenduste 5G juurutamine
5. põlvkonna mobiilsidetehnoloogia, lühendatult 5G, on uue põlvkonna lairiba mobiilsidetehnoloogia, millel on kiire, madal latentsusaeg ja suur ühenduvus. 5G sideinfrastruktuur on võrguinfrastruktuur inimese ja masina ning objektide omavahelise ühenduse saavutamiseks.
Rahvusvaheline Telekommunikatsiooni Liit (ITU) määratleb 5G jaoks kolm peamist rakendusstsenaariumi, nimelt täiustatud mobiilne lairibaühendus (eMBB), ülimalt usaldusväärne madala latentsusega side (uRLLC) ja massiivne masinatüüp (mMTC). eMBB on peamiselt suunatud mobiilse interneti liikluse plahvatuslikule kasvule, pakkudes mobiilse interneti kasutajatele ekstreemsemat rakenduskogemust; uRLLC on peamiselt suunatud vertikaalsetele tööstusrakendustele, nagu tööstuslik juhtimine, telemeditsiin ja autonoomne sõit, millel on ülikõrged nõuded viivituse ja töökindluse osas; mMTC on peamiselt suunatud sellistele rakendustele nagu targad linnad, targad kodud ja keskkonnaseire, mis on suunatud tuvastamisele ja andmete kogumisele.
Teaduse ja tehnoloogia pideva arenguga on 5G-võrgust saanud üks tänapäeva kommunikatsioonivaldkonna kuumimaid teemasid. 5G tehnoloogia ei paku meile mitte ainult suuremat andmeedastuskiirust, vaid toetab ka rohkem seadmete vahelisi ühendusi, luues seeläbi rohkem võimalusi tulevaste nutikate linnade, autonoomsete sõidukite ja asjade interneti jaoks. 5G võrgu taga on aga palju võtmetehnoloogiaid ja seadmete tuge, millest üks on optiline moodul.
Optiline moodul on optilise side põhikomponent, mis viib peamiselt lõpule fotoelektrilise muundamise, saateots muudab elektrisignaali optiliseks signaaliks ja vastuvõtuots muudab optilise signaali elektrisignaaliks. Põhiseadmena kasutatakse optilist moodulit laialdaselt sideseadmetes ja see on võti suure ribalaiuse, väikese viivituse ja laia 5G ühenduse saavutamiseks.
Tugijaama ühendus: 5G tugijaamad asuvad tavaliselt kõrghoonetes, telekommunikatsioonitornides ja mujal ning need peavad kiiresti ja usaldusväärselt edastama andmeid kasutaja seadmetesse. Optilised moodulid võivad pakkuda kiiret ja madala latentsusega andmeedastust, tagades kasutajatele juurdepääsu kvaliteetsetele sideteenustele.
Andmekeskuse ühenduvus: Andmekeskused saavad kasutajate vajaduste rahuldamiseks salvestada ja töödelda suuri andmemahtusid. Optilisi mooduleid kasutatakse erinevate andmekeskuste, aga ka andmekeskuste ja tugijaamade vahel ühenduse loomiseks, tagades andmete kiire ja tõhusa edastamise.
Telekommunikatsioonioperaatorite sidevõrkude üldine struktuur hõlmab tavaliselt magistraalvõrke ja suurlinnavõrke. Põhivõrk on operaatori põhivõrk ja suurlinnavõrgu saab jagada põhikihiks, koondamiskihiks ja juurdepääsukihiks. Telekommunikatsioonioperaatorid ehitavad juurdepääsukihile suure hulga side tugijaamu, mis katavad võrgusignaale erinevatesse piirkondadesse, võimaldades kasutajatel võrgule juurdepääsu. Samal ajal edastavad side tugijaamad kasutajaandmeid tagasi sideoperaatorite magistraalvõrku läbi suurlinna agregatsioonikihi ja põhikihi võrgu.
Kõrge ribalaiuse, madala latentsusaja ja laia katvuse nõuete täitmiseks on 5G traadita juurdepääsuvõrgu (RAN) arhitektuur arenenud kahetasandilisest struktuurist, mis koosneb 4G põhiriba töötlemisüksusest (BBU) ja raadiosageduse väljatõmmatavast seadmest ( RRU) kolmetasandiliseks tsentraliseeritud üksuse (CU), hajutatud üksuse (DU) ja aktiivse antenniüksuse (AAU) struktuuri. 5G tugijaama seadmed integreerivad 4G algsed RRU-seadmed ja antenniseadmed uude AAU-seadmesse, jagades samal ajal 4G algsed BBU-seadmed DU- ja CU-seadmeteks. 5G kandjavõrgus moodustavad AAU ja DU seadmed edasisuunalise edastuse, DU ja CU seadmed vaheedastuse ning CU ja magistraalvõrk tagasiühenduse.
5G tugijaamade kasutatav kolmetasandiline arhitektuur lisab 4G tugijaamade teise taseme arhitektuuriga võrreldes juurde optilise edastuslingi kihi ja suureneb optiliste portide arv, mistõttu suureneb ka nõudlus optiliste moodulite järele.
1. Metro juurdepääsukiht:
Metroo juurdepääsukihti, optilist moodulit kasutatakse 5G tugijaamade ja ülekandevõrkude ühendamiseks, toetades kiiret andmeedastust ja madala latentsusega sidet. Levinud rakendusstsenaariumid hõlmavad kiudoptilist otseühendust ja passiivset WDM-i.
2. Suurlinna konvergentsikiht:
Suurlinna konvergentsikihis kasutatakse optilisi mooduleid andmeliikluse koondamiseks mitmel juurdepääsukihil, et tagada suure ribalaiusega ja suure töökindlusega andmeedastus. Vajadus toetada suuremaid edastuskiirusi ja leviala, näiteks 100Gb/s, 200Gb/s, 400Gb/s jne.
3. Suurlinna põhikiht/provintsi magistraalliin:
Tuumkihi ja magistraalliini edastamisel täidavad optilised moodulid suuremaid andmeedastusülesandeid, mis nõuavad kiiret, kaugedastust ja võimsat signaali modulatsioonitehnoloogiat, nagu DWDM-optilised moodulid.
1. Edastuskiiruse suurenemine:
5G võrkude kiirete nõuete tõttu peavad optiliste moodulite edastuskiirused jõudma 25 Gb/s, 50 Gb/s, 100 Gb/s või isegi kõrgemale, et rahuldada suure andmeedastuse vajadusi.
2. Kohandage erinevate rakendusstsenaariumidega.
Optiline moodul peab mängima rolli erinevates rakendusstsenaariumides, sealhulgas siseruumides, välistes tugijaamades, linnakeskkonnas jne, ning arvesse tuleb võtta keskkonnategureid, nagu temperatuurivahemik, tolmu vältimine ja veekindlus.
3. Madal hind ja kõrge efektiivsus:
5G võrkude laiaulatuslik kasutuselevõtt toob kaasa tohutu nõudluse optiliste moodulite järele, seetõttu on põhinõuded madalad kulud ja kõrge efektiivsus. Tänu tehnoloogilistele uuendustele ja protsesside optimeerimisele vähenevad optiliste moodulite tootmiskulud ning paraneb tootmise efektiivsus ja võimsus.
4. Kõrge töökindlus ja tööstusliku kvaliteediga temperatuurivahemik:
5G kandevõrkude optilised moodulid peavad olema suure töökindlusega ja suutma stabiilselt töötada karmides tööstuslikes temperatuurivahemikes (-40 ℃ kuni +85 ℃), et kohaneda erinevate juurutuskeskkondade ja rakendusstsenaariumidega.
5. Optilise jõudluse optimeerimine:
Optiline moodul peab optimeerima oma optilist jõudlust, et tagada optiliste signaalide stabiilne edastamine ja kvaliteetne vastuvõtt, sealhulgas optilise kadu, lainepikkuse stabiilsuse, modulatsioonitehnoloogia ja muude aspektide täiustamine.
Selles artiklis tutvustatakse süstemaatiliselt 5G edasi-, vahe- ja tagasipääsu rakendustes kasutatavaid optilisi mooduleid. 5G edasi-, vahe- ja tagasipääsurakendustes kasutatavad optilised moodulid pakuvad lõppkasutajatele parimat valikut suure kiiruse, väikese viivituse, väikese energiatarbimise ja madalate kuludega. 5G kandevõrkudes täidavad optilised moodulid kui infrastruktuuri oluline osa peamisi andmeedastus- ja sideülesandeid. 5G võrkude populariseerimise ja arendamisega seisavad optilised moodulid jätkuvalt silmitsi kõrgemate jõudlusnõuete ja rakenduste väljakutsetega, mis nõuavad pidevat innovatsiooni ja edasiminekut, et vastata tulevaste sidevõrkude vajadustele.
Koos 5G võrkude kiire arenguga areneb pidevalt edasi ka optiliste moodulite tehnoloogia. Usun, et tulevased optilised moodulid on väiksemad, tõhusamad ja suudavad toetada suuremat andmeedastuskiirust. See suudab rahuldada kasvavat nõudlust 5G võrkude järele, vähendades samal ajal energiatarbimist ja minimeerides sidevõrkude mõju keskkonnale. Professionaalse optilise mooduli tarnijanaEttevõteedendab edasist innovatsiooni optiliste moodulite tehnoloogias ja teeb koostööd, et pakkuda tugevat tuge 5G võrkude edule ja jätkusuutlikule arengule.