Implantación 5G de aplicacións de módulos ópticos

A Unión Internacional de Telecomunicacións (ITU) define tres escenarios de aplicación principais para 5G, a saber, banda ancha móbil mellorada (eMBB), comunicación de baixa latencia ultra fiable (uRLLC) e tipo de comunicación masiva de máquina (mMTC). eMBB está dirixido principalmente ao crecemento explosivo do tráfico de Internet móbil, proporcionando unha experiencia de aplicación máis extrema para os usuarios de Internet móbil; uRLLC diríxese principalmente a aplicacións industriais verticais como o control industrial, a telemedicina e a condución autónoma, que teñen requisitos extremadamente altos de demora e fiabilidade; mMTC está dirixido principalmente a aplicacións como cidades intelixentes, casas intelixentes e vixilancia ambiental que teñen como obxectivo a detección e a recollida de datos.

Co progreso continuo da ciencia e da tecnoloxía, a rede 5G converteuse nun dos temas candentes no campo da comunicación actual. A tecnoloxía 5G non só nos proporcionará velocidades de transferencia de datos máis rápidas, senón que tamén admitirá máis conexións entre dispositivos, creando así máis posibilidades para as futuras cidades intelixentes, vehículos autónomos e Internet das cousas. Non obstante, detrás da rede 5G hai moitas tecnoloxías clave e soporte para equipos, un dos cales é o módulo óptico.

O módulo óptico é o compoñente central da comunicación óptica, que completa principalmente a conversión fotoeléctrica, o extremo emisor converte o sinal eléctrico en sinal óptico e o extremo receptor converte o sinal óptico en sinal eléctrico. Como dispositivo principal, o módulo óptico úsase amplamente nos equipos de comunicación e é a clave para conseguir un alto ancho de banda, un baixo atraso e unha ampla conexión de 5G.

A estrutura xeral das redes de comunicación para os operadores de telecomunicacións adoita incluír redes troncais e redes de área metropolitana. A rede troncal é a rede principal do operador, e a rede da área metropolitana pódese dividir en capa central, capa de agregación e capa de acceso. Os operadores de telecomunicacións constrúen un gran número de estacións base de comunicación na capa de acceso, cubrindo os sinais de rede a varias áreas, permitindo aos usuarios acceder á rede. Ao mesmo tempo, as estacións base de comunicación transmiten os datos dos usuarios á rede troncal dos operadores de telecomunicacións a través da capa de agregación metropolitana e da rede de capa central.

Co fin de satisfacer os requisitos de alto ancho de banda, baixa latencia e ampla cobertura, a arquitectura de rede de acceso sen fíos 5G (RAN) evolucionou a partir dunha estrutura de dous niveis de unidade de procesamento de banda base 4G (BBU) e unidade extraíble de radiofrecuencia ( RRU) a unha estrutura de tres niveis de unidade centralizada (CU), unidade distribuída (DU) e unidade de antena activa (AAU). O equipo da estación base 5G integra o equipo RRU orixinal e o equipo de antena de 4G nun novo equipo AAU, ao tempo que divide o equipo BBU orixinal de 4G en equipos DU e CU. Na rede do operador 5G, os dispositivos AAU e DU forman unha transmisión directa, os dispositivos DU e CU forman unha transmisión intermedia e a rede CU e backbone forman un backhaul.

A arquitectura de tres niveis que usan as estacións base 5G engade unha capa de enlace de transmisión óptica en comparación coa arquitectura de segundo nivel das estacións base 4G, e o número de portos ópticos aumenta, polo que a demanda de módulos ópticos tamén aumenta.

1. Aumento da taxa de transmisión:

Cos requisitos de alta velocidade das redes 5G, as taxas de transmisión dos módulos ópticos deben alcanzar niveis de 25 Gb/s, 50 Gb/s, 100 Gb/s ou incluso superiores para satisfacer as necesidades de transmisión de datos de alta capacidade.

2. Adáptase a diferentes escenarios de aplicación:

O módulo óptico debe desempeñar un papel en diferentes escenarios de aplicación, incluíndo estacións base interiores, estacións base exteriores, ambientes urbanos, etc., e hai que ter en conta factores ambientais como o rango de temperatura, a prevención de po e a impermeabilización.

3. Baixo custo e alta eficiencia:

A implantación a gran escala das redes 5G resulta nunha gran demanda de módulos ópticos, polo que o baixo custo e a alta eficiencia son requisitos fundamentais. A través da innovación tecnolóxica e da optimización de procesos, redúcese o custo de fabricación dos módulos ópticos e mellórase a eficiencia e a capacidade de produción.

4. Alta fiabilidade e rango de temperatura de grao industrial:

Os módulos ópticos das redes portadoras 5G deben ter unha alta fiabilidade e poder operar de forma estable en rangos de temperaturas industriais severas (-40 ℃ a + 85 ℃) para adaptarse a diferentes ambientes de implantación e escenarios de aplicación.

5. Optimización do rendemento óptico:

O módulo óptico debe optimizar o seu rendemento óptico para garantir a transmisión estable e a recepción de alta calidade dos sinais ópticos, incluíndo melloras na perda óptica, a estabilidade da lonxitude de onda, a tecnoloxía de modulación e outros aspectos.