Развертывание приложений оптических модулей 5G

Международный союз электросвязи (ITU) определяет три основных сценария применения 5G, а именно улучшенную мобильную широкополосную связь (eMBB), сверхнадежную связь с малой задержкой (uRLLC) и связь массового машинного типа (mMTC). eMBB в основном нацелен на взрывной рост мобильного Интернет-трафика, обеспечивая более экстремальные возможности приложений для пользователей мобильного Интернета; uRLLC в основном нацелен на вертикальные отраслевые приложения, такие как промышленный контроль, телемедицина и автономное вождение, которые предъявляют чрезвычайно высокие требования к временной задержке и надежности; mMTC в основном нацелен на такие приложения, как умные города, умные дома и мониторинг окружающей среды, которые нацелены на зондирование и сбор данных.

Благодаря постоянному прогрессу науки и технологий сеть 5G стала одной из горячих тем в современной сфере связи. Технология 5G не только обеспечит нам более высокую скорость передачи данных, но и поддержит больше соединений между устройствами, создавая тем самым больше возможностей для будущих умных городов, автономных транспортных средств и Интернета вещей. Однако за сетью 5G стоит множество ключевых технологий и оборудования, одной из которых является оптический модуль.

Оптический модуль является основным компонентом оптической связи, который в основном выполняет фотоэлектрическое преобразование, передающая сторона преобразует электрический сигнал в оптический сигнал, а принимающая сторона преобразует оптический сигнал в электрический сигнал. В качестве основного устройства оптический модуль широко используется в коммуникационном оборудовании и является ключом к реализации высокой пропускной способности, низкой задержки и широкого соединения 5G.

Общая структура сетей связи операторов связи обычно включает в себя магистральные сети и городские сети. Магистральная сеть является базовой сетью оператора, а городскую сеть можно разделить на базовый уровень, уровень агрегации и уровень доступа. Операторы связи создают большое количество базовых станций связи на уровне доступа, охватывая сетевые сигналы в различных областях, позволяя пользователям получать доступ к сети. В то же время базовые станции связи передают пользовательские данные обратно в магистральную сеть операторов связи через городской уровень агрегации и базовую сеть.

Чтобы удовлетворить требования высокой пропускной способности, низкой задержки и широкого покрытия, архитектура сети беспроводного доступа (RAN) 5G превратилась из двухуровневой структуры, состоящей из блока обработки основной полосы частот 4G (BBU) и выдвижного радиочастотного блока ( RRU) к трехуровневой структуре централизованного блока (CU), распределенного блока (DU) и активного антенного блока (AAU). Оборудование базовой станции 5G объединяет исходное оборудование RRU и антенное оборудование 4G в новое оборудование AAU, одновременно разделяя исходное оборудование BBU 4G на оборудование DU и CU. В операторской сети 5G устройства AAU и DU образуют прямую передачу, устройства DU и CU формируют промежуточную передачу, а CU и магистральная сеть образуют транзитную сеть.

Трехуровневая архитектура, используемая базовыми станциями 5G, добавляет уровень оптической линии передачи по сравнению с архитектурой второго уровня базовых станций 4G, а количество оптических портов увеличивается, поэтому спрос на оптические модули также увеличивается.

1. Увеличение скорости передачи:

Учитывая требования сетей 5G к высокой скорости, скорость передачи оптических модулей должна достигать уровня 25 Гбит/с, 50 ​​Гбит/с, 100 Гбит/с или даже выше, чтобы удовлетворить потребности в передаче данных с высокой пропускной способностью.

2. Адаптируйтесь к различным сценариям применения:

Оптический модуль должен играть роль в различных сценариях применения, в том числе в базовых станциях внутри помещений, на открытом воздухе, в городской среде и т. д., при этом необходимо учитывать такие факторы окружающей среды, как температурный диапазон, защита от пыли и гидроизоляция.

3. Низкая стоимость и высокая эффективность:

Масштабное развертывание сетей 5G приводит к огромному спросу на оптические модули, поэтому ключевыми требованиями являются низкая стоимость и высокая эффективность. Благодаря технологическим инновациям и оптимизации процессов стоимость производства оптических модулей снижается, а эффективность производства и производительность повышаются.

4. Высокая надежность и температурный диапазон промышленного класса:

Оптические модули в несущих сетях 5G должны обладать высокой надежностью и иметь возможность стабильно работать в суровых промышленных температурных диапазонах (от -40 ℃ до +85 ℃), чтобы адаптироваться к различным средам развертывания и сценариям применения.

5. Оптимизация оптических характеристик:

Оптическому модулю необходимо оптимизировать свои оптические характеристики, чтобы обеспечить стабильную передачу и высококачественный прием оптических сигналов, включая улучшение оптических потерь, стабильности длины волны, технологии модуляции и других аспектов.