פריסת 5G של יישומי מודול אופטי
טכנולוגיית תקשורת ניידת מהדור החמישי, בקיצור 5G, היא דור חדש של טכנולוגיית תקשורת ניידת בפס רחב עם מאפיינים של מהירות גבוהה, זמן אחזור נמוך וקישוריות גדולה. תשתית תקשורת 5G היא תשתית הרשת להשגת חיבור בין אדם למכונה ולאובייקט.
איגוד הטלקומוניקציה הבינלאומי (ITU) מגדיר שלושה תרחישי יישומים עיקריים עבור 5G, כלומר פס רחב נייד משופר (eMBB), תקשורת עכשווית נמוכה במיוחד (uRLLC) ותקשורת מסוג מכונה מאסיבית (mMTC). eMBB מכוונת בעיקר לצמיחה הנפיצה של תעבורת אינטרנט סלולרית, ומספקת חווית יישומים קיצונית יותר למשתמשי אינטרנט ניידים; uRLLC מכוון בעיקר ליישומי תעשייה אנכית כמו בקרה תעשייתית, רפואה טלפונית ונהיגה אוטונומית, שיש להם דרישות גבוהות ביותר לעיכוב זמן ואמינות; mMTC מכוון בעיקר ליישומים כגון ערים חכמות, בתים חכמים וניטור סביבתי המכוונים לחישה ואיסוף נתונים.
עם ההתקדמות המתמשכת של המדע והטכנולוגיה, רשת 5G הפכה לאחד הנושאים החמים בתחום התקשורת של ימינו. טכנולוגיית 5G לא רק תספק לנו מהירויות העברת נתונים מהירות יותר, אלא גם תתמוך ביותר חיבורים בין מכשירים, ובכך תיצור יותר אפשרויות לערים חכמות עתידיות, לרכבים אוטונומיים ולאינטרנט של הדברים. עם זאת, מאחורי רשת ה-5G, יש הרבה טכנולוגיות מפתח ותמיכה בציוד, אחת מהן היא המודול האופטי.
המודול האופטי הוא מרכיב הליבה של תקשורת אופטית, אשר משלים בעיקר את ההמרה הפוטואלקטרית, הקצה השולח ממיר את האות החשמלי לאות האופטי, והקצה המקבל ממיר את האות האופטי לאות החשמלי. כהתקן הליבה, מודול אופטי נמצא בשימוש נרחב בציוד תקשורת והוא המפתח למימוש רוחב פס גבוה, עיכוב נמוך וחיבור רחב של 5G.
חיבור לתחנת בסיס: תחנות בסיס 5G ממוקמות בדרך כלל בבניינים רבי קומות, במגדלי תקשורת ובמקומות אחרים, והן צריכות להעביר נתונים במהירות ובאמינות למכשירי המשתמש. מודולים אופטיים יכולים לספק העברת נתונים במהירות גבוהה והשהייה נמוכה, מה שמבטיח שמשתמשים יכולים לגשת לשירותי תקשורת באיכות גבוהה.
קישוריות למרכז נתונים: מרכזי נתונים יכולים לאחסן ולעבד כמויות גדולות של נתונים כדי לענות על צורכי המשתמש. מודולים אופטיים משמשים לחיבור בין מרכזי נתונים שונים, כמו גם בין מרכזי נתונים ותחנות בסיס, מה שמבטיח שניתן להעביר נתונים במהירות וביעילות.
המבנה הכולל של רשתות תקשורת עבור מפעילי תקשורת כולל בדרך כלל רשתות עמוד שדרה ורשתות מטרופולין. רשת השדרה היא רשת הליבה של המפעיל, ואת רשת המטרופולין ניתן לחלק לשכבת ליבה, שכבת צבירה ושכבת גישה. מפעילי טלקום בונים מספר רב של תחנות בסיס תקשורת בשכבת הגישה, המכסים אותות רשת לאזורים שונים, ומאפשרים למשתמשים לגשת לרשת. במקביל, תחנות בסיס תקשורת מעבירות את נתוני המשתמש בחזרה לרשת עמוד השדרה של מפעילי תקשורת דרך שכבת הצבירה המטרופולינית ורשת שכבת הליבה.
על מנת לעמוד בדרישות של רוחב פס גבוה, זמן השהייה נמוך וכיסוי רחב, ארכיטקטורת רשת הגישה האלחוטית של 5G (RAN) התפתחה ממבנה דו-מפלסי של יחידת עיבוד פס בסיס 4G (BBU) ויחידת משיכה בתדר רדיו ( RRU) למבנה בן שלוש רמות של יחידה מרכזית (CU), יחידה מבוזרת (DU) ויחידת אנטנה פעילה (AAU). ציוד תחנת הבסיס של 5G משלב את ציוד ה-RRU המקורי וציוד האנטנה של 4G לציוד AAU חדש, תוך פיצול ציוד ה-BBU המקורי של 4G לציוד DU ו-CU. ברשת הספק 5G, התקני AAU ו-DU יוצרים שידור קדימה, התקני DU ו-CU יוצרים שידור ביניים, ורשת ה-CU ועמוד השדרה יוצרים שידור אחורי.
ארכיטקטורת שלוש הרמות המשמשת תחנות בסיס 5G מוסיפה שכבה של קישור שידור אופטי בהשוואה לארכיטקטורת הרמה השנייה של תחנות בסיס 4G, ומספר היציאות האופטיות גדל, כך שגם הדרישה למודולים אופטיים עולה.
1. שכבת גישה למטרו:
שכבת הגישה למטרו, המודול האופטי משמש לחיבור תחנות בסיס 5G ורשתות שידור, התומכים בשידור נתונים במהירות גבוהה ובתקשורת עם אחזור נמוך. תרחישי יישומים נפוצים כוללים חיבור ישיר של סיבים אופטיים ו-WDM פסיבי.
2. שכבת התכנסות מטרופולינית:
בשכבת ההתכנסות המטרופולינית, נעשה שימוש במודולים אופטיים כדי לצבור תעבורת נתונים בשכבות גישה מרובות כדי לספק העברת נתונים ברוחב פס גבוה ובאמינות גבוהה. צריך לתמוך בקצבי שידור וכיסוי גבוהים יותר, כגון 100Gb/s, 200Gb/s, 400Gb/s וכו'.
3. שכבת ליבה מטרופולינית/קו תא מטען פרובינציאלי:
בשכבת הליבה ובתמסורת קו תא המטען, מודולים אופטיים מבצעים משימות העברת נתונים גדולות יותר, הדורשות שידור במהירות גבוהה למרחקים ארוכים וטכנולוגיית אפנון אותות רבת עוצמה, כגון מודולים אופטיים DWDM.
1. עלייה בקצב השידור:
עם דרישות המהירות הגבוהות של רשתות 5G, קצבי השידור של מודולים אופטיים צריכים להגיע לרמות של 25Gb/s, 50Gb/s, 100Gb/s או אפילו יותר כדי לענות על הצרכים של העברת נתונים בקיבולת גבוהה.
2. התאם לתרחישי יישומים שונים:
המודול האופטי צריך למלא תפקיד בתרחישי יישומים שונים, כולל תחנות בסיס פנימיות, תחנות בסיס חיצוניות, סביבות עירוניות וכו', ויש לקחת בחשבון גורמים סביבתיים כגון טווח טמפרטורות, מניעת אבק ואיטום.
3. עלות נמוכה ויעילות גבוהה:
הפריסה בקנה מידה גדול של רשתות 5G גורמת לביקוש עצום למודולים אופטיים, ולכן עלות נמוכה ויעילות גבוהה הן דרישות מפתח. באמצעות חדשנות טכנולוגית ואופטימיזציה של תהליכים, עלות הייצור של מודולים אופטיים מופחתת, ויעילות הייצור וקיבולת משתפרים.
4. אמינות גבוהה וטווח טמפרטורות תעשייתי:
המודולים האופטיים ברשתות נושאות 5G צריכים להיות בעלי אמינות גבוהה ולהיות מסוגלים לפעול ביציבות בטווחי טמפרטורות תעשייתיים קשים (-40 ℃ עד +85 ℃) כדי להתאים את עצמם לסביבות פריסה ותרחישי יישומים שונים.
5. אופטימיזציה של ביצועים אופטיים:
המודול האופטי צריך לייעל את הביצועים האופטיים שלו כדי להבטיח שידור יציב וקליטה באיכות גבוהה של אותות אופטיים, כולל שיפורים באובדן אופטי, יציבות אורך גל, טכנולוגיית אפנון והיבטים נוספים.
במאמר זה מוצגים באופן שיטתי המודולים האופטיים המשמשים ביישומי 5G קדימה, ביניים ומעבר אחורה. המודולים האופטיים המשמשים ביישומי 5G קדימה, ביניים ומעבר אחורה מספקים למשתמשי הקצה את הבחירה הטובה ביותר של מהירות גבוהה, השהיה נמוכה, צריכת חשמל נמוכה ועלות נמוכה. ברשתות נושאות 5G, מודולים אופטיים, כחלק חשוב מהתשתית, לוקחים על עצמם משימות העברת נתונים ותקשורת מרכזיות. עם הפופולריות והפיתוח של רשתות 5G, מודולים אופטיים ימשיכו להתמודד עם דרישות ביצועים גבוהות יותר ואתגרי יישומים, הדורשים חדשנות והתקדמות מתמשכת כדי לענות על הצרכים של רשתות תקשורת עתידיות.
יחד עם ההתפתחות המהירה של רשתות 5G, גם טכנולוגיית המודול האופטי מתקדמת ללא הרף. אני מאמין שהמודולים האופטיים העתידיים יהיו קטנים יותר, יעילים יותר ויכולים לתמוך במהירויות העברת נתונים גבוהות יותר. זה יכול לענות על הביקוש הגובר לרשתות 5G תוך הפחתת צריכת האנרגיה ומזעור ההשפעה של רשתות תקשורת על הסביבה. כספק מקצועי של מודול אופטי,החברהיקדם חדשנות נוספת בטכנולוגיית המודול האופטי ויעבוד יחד כדי לספק תמיכה חזקה להצלחה ולפיתוח בר קיימא של רשתות 5G.