5G-implementering af optiske modulapplikationer
5. generations mobilkommunikationsteknologi forkortet til 5G, det er en ny generation af bredbåndsmobilkommunikationsteknologi med karakteristika for høj hastighed, lav latenstid og stor forbindelse. 5G kommunikationsinfrastruktur er netværksinfrastrukturen til at opnå menneske-maskine og objektsammenkobling.
Den Internationale Telekommunikationsunion (ITU) definerer tre store applikationsscenarier for 5G, nemlig Enhanced Mobile Broadband (eMBB), Ultra Reliable Low Latency Communication (uRLLC) og massiv Machine Type of Communication (mMTC). eMBB er hovedsageligt rettet mod den eksplosive vækst i mobil internettrafik, hvilket giver en mere ekstrem applikationsoplevelse for mobile internetbrugere; uRLLC er hovedsageligt rettet mod vertikale industriapplikationer såsom industriel kontrol, telemedicin og autonom kørsel, som har ekstremt høje krav til tidsforsinkelse og pålidelighed; mMTC er hovedsageligt rettet mod applikationer såsom smarte byer, smarte hjem og miljøovervågning, der målretter sensing og dataindsamling.
Med den fortsatte udvikling af videnskab og teknologi er 5G-netværk blevet et af de varme emner i nutidens kommunikationsfelt. 5G-teknologi vil ikke kun give os hurtigere dataoverførselshastigheder, men også understøtte flere forbindelser mellem enheder og dermed skabe flere muligheder for fremtidige smarte byer, autonome køretøjer og tingenes internet. Men bag 5G-netværket er der mange nøgleteknologier og udstyrsunderstøttelse, hvoraf en er det optiske modul.
Det optiske modul er kernekomponenten i optisk kommunikation, som hovedsageligt fuldender den fotoelektriske konvertering, sendeenden konverterer det elektriske signal til det optiske signal, og modtagerenden konverterer det optiske signal til det elektriske signal. Som kerneenheden er det optiske modul meget brugt i kommunikationsudstyr og er nøglen til at realisere høj båndbredde, lav forsinkelse og bred forbindelse af 5G.
Tilslutning til basestation: 5G-basestationer er normalt placeret i højhuse, telekommunikationstårne og andre steder, og de skal hurtigt og pålideligt overføre data til brugerens enheder. Optiske moduler kan levere datatransmission med høj hastighed og lav latens, hvilket sikrer, at brugere kan få adgang til kommunikationstjenester af høj kvalitet.
Datacenterforbindelse: Datacentre kan lagre og behandle store mængder data for at imødekomme brugernes behov. Optiske moduler bruges til at forbinde mellem forskellige datacentre, samt mellem datacentre og basestationer, hvilket sikrer, at data kan overføres hurtigt og effektivt.
Den overordnede struktur af kommunikationsnetværk for teleoperatører omfatter normalt backbone-netværk og hovedstadsnetværk. Stamnettet er operatørens kernenet, og hovedstadsnettet kan opdeles i kernelag, aggregeringslag og adgangslag. Teleoperatører bygger et stort antal kommunikationsbasestationer i adgangslaget, der dækker netværkssignaler til forskellige områder, hvilket giver brugerne adgang til netværket. Samtidig transmitterer kommunikationsbasestationer brugerdata tilbage til teleoperatørernes backbone-netværk gennem metropolitan-aggregeringslaget og kernelagets netværk.
For at imødekomme kravene til høj båndbredde, lav latenstid og bred dækning har arkitekturen for 5G trådløst adgangsnetværk (RAN) udviklet sig fra en struktur på to niveauer af 4G baseband processing unit (BBU) og radiofrekvens pull-out enhed ( RRU) til en struktur på tre niveauer af centraliseret enhed (CU), distribueret enhed (DU) og aktiv antenneenhed (AAU). 5G-basestationsudstyret integrerer det originale RRU-udstyr og antenneudstyret fra 4G i et nyt AAU-udstyr, mens det originale BBU-udstyr af 4G opdeles i DU- og CU-udstyr. I 5G-netværket danner AAU- og DU-enhederne en fremadgående transmission, DU- og CU-enhederne danner en mellemtransmission, og CU- og backbone-netværket danner en backhaul.
Den tre-niveau arkitektur, der bruges af 5G basestationer tilføjer et lag af optisk transmissionsforbindelse sammenlignet med andet niveau arkitektur af 4G basestationer, og antallet af optiske porte stiger, så efterspørgslen efter optiske moduler stiger også.
1. Metroadgangslag:
Metro-adgangslaget, det optiske modul, bruges til at forbinde 5G-basestationer og transmissionsnetværk, der understøtter højhastighedsdatatransmission og kommunikation med lav latens. Almindelige applikationsscenarier inkluderer optisk fiber direkte forbindelse og passiv WDM.
2. Metropolitan konvergenslag:
På storbyens konvergenslag bruges optiske moduler til at aggregere datatrafik på flere adgangslag for at give høj båndbredde og høj pålidelig datatransmission. Behov for at understøtte højere transmissionshastigheder og dækning, såsom 100 Gb/s, 200 Gb/s, 400 Gb/s osv.
3. Metropolitan kernelag/Provincial Trunk Line:
I kernelags- og stamlinjetransmission påtager optiske moduler større datatransmissionsopgaver, der kræver højhastigheds-, langdistancetransmission og kraftfuld signalmodulationsteknologi, såsom optiske DWDM-moduler.
1. Stigning i transmissionshastighed:
Med højhastighedskravene til 5G-netværk skal transmissionshastighederne for optiske moduler nå niveauer på 25Gb/s, 50Gb/s, 100Gb/s eller endnu højere for at imødekomme behovene for datatransmission med høj kapacitet.
2. Tilpas til forskellige applikationsscenarier:
Det optiske modul skal spille en rolle i forskellige anvendelsesscenarier, herunder indendørs basestationer, udendørs basestationer, bymiljøer osv., og miljøfaktorer som temperaturområde, støvforebyggelse og vandtætning skal tages i betragtning.
3. Lave omkostninger og høj effektivitet:
Den store udrulning af 5G-netværk resulterer i en enorm efterspørgsel efter optiske moduler, derfor er lave omkostninger og høj effektivitet nøglekrav. Gennem teknologisk innovation og procesoptimering reduceres produktionsomkostningerne for optiske moduler, og produktionseffektiviteten og kapaciteten forbedres.
4. Høj pålidelighed og industrielt temperaturområde:
De optiske moduler i 5G-bærernetværk skal have høj pålidelighed og være i stand til at fungere stabilt i barske industrielle temperaturområder (-40 ℃ til +85 ℃) for at tilpasse sig forskellige implementeringsmiljøer og applikationsscenarier.
5. Optisk ydeevneoptimering:
Det optiske modul skal optimere sin optiske ydeevne for at sikre stabil transmission og højkvalitetsmodtagelse af optiske signaler, herunder forbedringer i optisk tab, bølgelængdestabilitet, modulationsteknologi og andre aspekter.
I dette papir introduceres systematisk de optiske moduler, der bruges i 5G forward, intermediate og backpass. De optiske moduler, der bruges i 5G fremadgående, mellemliggende og tilbagegående applikationer, giver slutbrugere det bedste valg af høj hastighed, lav forsinkelse, lavt strømforbrug og lave omkostninger. I 5G-bærernetværk varetager optiske moduler, som en vigtig del af infrastrukturen, vigtige datatransmissions- og kommunikationsopgaver. Med populariseringen og udviklingen af 5G-netværk vil optiske moduler fortsat stå over for højere ydeevnekrav og applikationsudfordringer, hvilket kræver kontinuerlig innovation og fremskridt for at imødekomme behovene i fremtidige kommunikationsnetværk.
Sammen med den hurtige udvikling af 5G-netværk udvikler den optiske modulteknologi sig også løbende. Jeg tror på, at fremtidige optiske moduler vil være mindre, mere effektive og i stand til at understøtte højere datatransmissionshastigheder. Det kan imødekomme den voksende efterspørgsel efter 5G-netværk og samtidig reducere energiforbruget og minimere påvirkningen af kommunikationsnetværk på miljøet. Som professionel leverandør af optiske moduler,virksomhedenvil fremme yderligere innovation inden for optisk modulteknologi og arbejde sammen for at yde stærk støtte til succes og bæredygtig udvikling af 5G-netværk.