5G nasadenie aplikácií optických modulov
Technológia mobilnej komunikácie piatej generácie, skrátene 5G, je novou generáciou širokopásmovej mobilnej komunikačnej technológie s charakteristikami vysokej rýchlosti, nízkej latencie a veľkej konektivity. Komunikačná infraštruktúra 5G je sieťová infraštruktúra na dosiahnutie vzájomného prepojenia človek-stroj a objekt.
Medzinárodná telekomunikačná únia (ITU) definuje tri hlavné aplikačné scenáre pre 5G, konkrétne vylepšené mobilné širokopásmové pripojenie (eMBB), ultra spoľahlivá komunikácia s nízkou latenciou (uRLLC) a masívny strojový typ komunikácie (mMTC). eMBB sa zameriava hlavne na prudký nárast mobilného internetového prenosu a poskytuje extrémnejšie aplikačné skúsenosti pre používateľov mobilného internetu; uRLLC je zameraný hlavne na vertikálne priemyselné aplikácie, ako je priemyselné riadenie, telemedicína a autonómne riadenie, ktoré majú extrémne vysoké požiadavky na časové oneskorenie a spoľahlivosť; mMTC sa zameriava najmä na aplikácie, ako sú inteligentné mestá, inteligentné domy a monitorovanie životného prostredia, ktoré sa zameriavajú na snímanie a zber údajov.
S neustálym pokrokom vedy a techniky sa sieť 5G stala jednou z horúcich tém v dnešnej komunikačnej oblasti. Technológia 5G nám poskytne nielen vyššiu rýchlosť prenosu dát, ale tiež podporí viac prepojení medzi zariadeniami, čím vytvorí viac možností pre budúce inteligentné mestá, autonómne vozidlá a internet vecí. Za sieťou 5G sa však skrýva mnoho kľúčových technológií a podpory zariadení, jednou z nich je aj optický modul.
Optický modul je základnou súčasťou optickej komunikácie, ktorá dokončuje hlavne fotoelektrickú konverziu, vysielací koniec prevádza elektrický signál na optický signál a prijímací koniec prevádza optický signál na elektrický signál. Ako základné zariadenie je optický modul široko používaný v komunikačných zariadeniach a je kľúčom k realizácii vysokej šírky pásma, nízkeho oneskorenia a širokého pripojenia 5G.
Pripojenie k základnej stanici: Základňové stanice 5G sa zvyčajne nachádzajú vo výškových budovách, telekomunikačných vežiach a na iných miestach a potrebujú rýchlo a spoľahlivo prenášať dáta do používateľských zariadení. Optické moduly môžu poskytovať vysokorýchlostný prenos dát s nízkou latenciou, čím zaisťujú používateľom prístup ku kvalitným komunikačným službám.
Konektivita dátového centra: Dátové centrá môžu uchovávať a spracovávať veľké množstvo údajov, aby vyhovovali potrebám používateľov. Optické moduly sa používajú na prepojenie medzi rôznymi dátovými centrami, ako aj medzi dátovými centrami a základňovými stanicami, čo zaisťuje rýchly a efektívny prenos dát.
Celková štruktúra komunikačných sietí pre telekomunikačných operátorov zvyčajne zahŕňa chrbticové siete a metropolitné siete. Chrbtová sieť je základná sieť operátora a metropolitnú sieť možno rozdeliť na základnú vrstvu, agregačnú vrstvu a prístupovú vrstvu. Telekomunikační operátori budujú v prístupovej vrstve veľký počet komunikačných základňových staníc, ktoré pokrývajú sieťové signály do rôznych oblastí, čo umožňuje užívateľom prístup k sieti. Komunikačné základňové stanice zároveň prenášajú užívateľské dáta späť do chrbticovej siete telekomunikačných operátorov prostredníctvom metropolitnej agregačnej vrstvy a siete základnej vrstvy.
S cieľom splniť požiadavky vysokej šírky pásma, nízkej latencie a širokého pokrytia sa architektúra 5G bezdrôtovej prístupovej siete (RAN) vyvinula z dvojúrovňovej štruktúry 4G jednotky na spracovanie základného pásma (BBU) a rádiofrekvenčnej výsuvnej jednotky ( RRU) na trojúrovňovú štruktúru centralizovanej jednotky (CU), distribuovanej jednotky (DU) a aktívnej anténnej jednotky (AAU). Zariadenie základňovej stanice 5G integruje pôvodné vybavenie RRU a anténne vybavenie 4G do nového zariadenia AAU, pričom pôvodné vybavenie BBU 4G rozdeľuje na zariadenia DU a CU. V nosnej sieti 5G tvoria zariadenia AAU a DU dopredný prenos, zariadenia DU a CU tvoria medziprenos a CU a chrbticová sieť tvoria backhaul.
Trojúrovňová architektúra používaná základňovými stanicami 5G pridáva vrstvu optického prenosového spojenia v porovnaní s architektúrou druhej úrovne základňových staníc 4G a zvyšuje sa počet optických portov, takže sa zvyšuje aj dopyt po optických moduloch.
1. Vrstva prístupu do metra:
Prístupová vrstva metra, optický modul sa používa na pripojenie základňových staníc 5G a prenosových sietí, ktoré podporujú vysokorýchlostný prenos dát a komunikáciu s nízkou latenciou. Bežné aplikačné scenáre zahŕňajú priame pripojenie optických vlákien a pasívne WDM.
2. Vrstva metropolitnej konvergencie:
Na vrstve metropolitnej konvergencie sa optické moduly používajú na agregáciu dátovej prevádzky na viacerých prístupových vrstvách, aby sa zabezpečil prenos dát s vysokou šírkou pásma a vysokou spoľahlivosťou. Potreba podporovať vyššie prenosové rýchlosti a pokrytie, ako napríklad 100 Gb/s, 200 Gb/s, 400 Gb/s atď.
3. Vrstva metropolitného jadra/Provincial Trunk Line:
Pri prenose základnej vrstvy a diaľkového vedenia vykonávajú optické moduly väčšie úlohy prenosu dát, ktoré vyžadujú vysokorýchlostný prenos na veľké vzdialenosti a výkonnú technológiu modulácie signálu, ako sú optické moduly DWDM.
1. Zvýšenie prenosovej rýchlosti:
S požiadavkami na vysokorýchlostné siete 5G musia prenosové rýchlosti optických modulov dosahovať úrovne 25 Gb/s, 50 Gb/s, 100 Gb/s alebo dokonca vyššie, aby vyhovovali potrebám vysokokapacitného prenosu dát.
2. Prispôsobte sa rôznym aplikačným scenárom:
Optický modul musí zohrávať úlohu v rôznych aplikačných scenároch, vrátane vnútorných základňových staníc, vonkajších základňových staníc, mestského prostredia atď., a je potrebné zvážiť faktory prostredia, ako je teplotný rozsah, ochrana pred prachom a vodotesnosť.
3. Nízke náklady a vysoká účinnosť:
Rozsiahle nasadenie sietí 5G má za následok obrovský dopyt po optických moduloch, preto sú kľúčovými požiadavkami nízka cena a vysoká účinnosť. Prostredníctvom technologických inovácií a optimalizácie procesov sa znížia výrobné náklady optických modulov a zvýši sa efektívnosť a kapacita výroby.
4. Vysoká spoľahlivosť a teplotný rozsah priemyselnej kvality:
Optické moduly v nosných sieťach 5G musia mať vysokú spoľahlivosť a musia byť schopné stabilne fungovať v náročných priemyselných teplotných rozsahoch (-40 ℃ až +85 ℃), aby sa prispôsobili rôznym prostrediam nasadenia a aplikačným scenárom.
5. Optimalizácia optického výkonu:
Optický modul potrebuje optimalizovať svoj optický výkon, aby zabezpečil stabilný prenos a vysokokvalitný príjem optických signálov, vrátane zlepšení v oblasti optickej straty, stability vlnovej dĺžky, modulačnej technológie a ďalších aspektov.
V tomto dokumente sú systematicky predstavené optické moduly používané v aplikáciách 5G forward, medium a backpass. Optické moduly používané v aplikáciách 5G forward, medium a backpass poskytujú koncovým používateľom najlepšiu voľbu vysokej rýchlosti, nízkeho oneskorenia, nízkej spotreby energie a nízkych nákladov. V nosných sieťach 5G preberajú optické moduly ako dôležitá súčasť infraštruktúry kľúčové úlohy prenosu dát a komunikácie. S popularizáciou a rozvojom sietí 5G budú optické moduly naďalej čeliť vyšším požiadavkám na výkon a aplikačným výzvam, ktoré si vyžadujú neustále inovácie a pokrok, aby uspokojili potreby budúcich komunikačných sietí.
Spolu s rýchlym rozvojom sietí 5G neustále napreduje aj technológia optických modulov. Verím, že budúce optické moduly budú menšie, efektívnejšie a schopné podporovať vyššie rýchlosti prenosu dát. Dokáže uspokojiť rastúci dopyt po 5G sieťach a zároveň znížiť spotrebu energie a minimalizovať vplyv komunikačných sietí na životné prostredie. Ako profesionálny dodávateľ optických modulov,spoločnosťbude podporovať ďalšie inovácie v technológii optických modulov a spolupracovať na poskytovaní silnej podpory pre úspech a udržateľný rozvoj sietí 5G.