Nasazení 5G aplikací optických modulů
Mobilní komunikační technologie 5. generace, zkráceně 5G, je nová generace širokopásmové mobilní komunikační technologie s charakteristikami vysoké rychlosti, nízké latence a široké konektivity. Komunikační infrastruktura 5G je síťová infrastruktura pro dosažení propojení člověka, stroje a objektů.
Mezinárodní telekomunikační unie (ITU) definuje tři hlavní aplikační scénáře pro 5G, a to vylepšené mobilní širokopásmové připojení (eMBB), ultra spolehlivou komunikaci s nízkou latencí (uRLLC) a masivní strojovou komunikaci (mMTC). eMBB se zaměřuje především na explozivní růst mobilního internetového provozu a poskytuje extrémnější aplikační zážitek pro uživatele mobilního internetu; uRLLC se zaměřuje především na vertikální průmyslové aplikace, jako je průmyslové řízení, telemedicína a autonomní řízení, které mají extrémně vysoké požadavky na časové zpoždění a spolehlivost; a mMTC se zaměřuje především na aplikace, jako jsou chytrá města, chytré domy a monitorování životního prostředí, které se zaměřují na snímání a sběr dat.
S neustálým pokrokem vědy a techniky se sítě 5G staly jedním z žhavých témat v dnešní komunikační oblasti. Technologie 5G nám nejen poskytne rychlejší přenos dat, ale také podpoří více propojení mezi zařízeními, a tím vytvoří více možností pro budoucí chytrá města, autonomní vozidla a internet věcí. Za sítí 5G se však skrývá mnoho klíčových technologií a zařízení, jednou z nich je optický modul.
Optický modul je základní součástí optické komunikace, která provádí především fotoelektrickou konverzi. Vysílací strana převádí elektrický signál na optický signál a přijímací strana převádí optický signál na elektrický signál. Optický modul je jakožto základní zařízení široce používán v komunikačních zařízeních a je klíčem k dosažení vysoké šířky pásma, nízkého zpoždění a širokého připojení 5G.
Připojení základnové stanice: Základnové stanice 5G se obvykle nacházejí ve výškových budovách, telekomunikačních věžích a na dalších místech a potřebují rychle a spolehlivě přenášet data do uživatelských zařízení. Optické moduly mohou poskytovat vysokorychlostní přenos dat s nízkou latencí a zajistit tak uživatelům přístup k vysoce kvalitním komunikačním službám.
Připojení k datovému centru: Datová centra mohou ukládat a zpracovávat velké množství dat, aby uspokojila potřeby uživatelů. Optické moduly se používají k propojení mezi různými datovými centry, stejně jako mezi datovými centry a základnovými stanicemi, což zajišťuje rychlý a efektivní přenos dat.
Celková struktura komunikačních sítí telekomunikačních operátorů obvykle zahrnuje páteřní sítě a metropolitní sítě. Páteřní síť je jádrovou sítí operátora a metropolitní síť lze rozdělit na jádrovou vrstvu, agregační vrstvu a přístupovou vrstvu. Telekomunikační operátoři budují v přístupové vrstvě velké množství komunikačních základnových stanic, které pokrývají síťovými signály různé oblasti a umožňují uživatelům přístup k síti. Zároveň komunikační základnové stanice přenášejí uživatelská data zpět do páteřní sítě telekomunikačních operátorů prostřednictvím metropolitní agregační vrstvy a jádrové sítě.
Aby bylo možné splnit požadavky na vysokou šířku pásma, nízkou latenci a široké pokrytí, architektura bezdrátové přístupové sítě (RAN) 5G se vyvinula z dvouúrovňové struktury 4G základní jednotky pro zpracování signálu (BBU) a radiofrekvenční výsuvné jednotky (RRU) na tříúrovňovou strukturu s centralizovanou jednotkou (CU), distribuovanou jednotkou (DU) a aktivní anténní jednotkou (AAU). Zařízení základnové stanice 5G integruje původní zařízení RRU a anténní zařízení 4G do nového zařízení AAU, zatímco původní zařízení BBU 4G rozděluje na zařízení DU a CU. V nosné síti 5G tvoří zařízení AAU a DU dopředný přenos, zařízení DU a CU tvoří mezilehlý přenos a CU a páteřní síť tvoří zpětný přenos.
Tříúrovňová architektura používaná základnovými stanicemi 5G přidává ve srovnání s architekturou druhé úrovně základnových stanic 4G vrstvu optického přenosového spojení a zvyšuje se počet optických portů, takže se zvyšuje i poptávka po optických modulech.
1. Vrstva přístupu k metru:
Optický modul, vrstva přístupu do metra, se používá k propojení základnových stanic 5G a přenosových sítí a podporuje vysokorychlostní přenos dat a komunikaci s nízkou latencí. Mezi běžné scénáře použití patří přímé připojení optickými vlákny a pasivní WDM.
2. Vrstva metropolitní konvergence:
Na úrovni metropolitní konvergence se optické moduly používají k agregaci datového provozu na více přístupových vrstvách, aby se zajistil přenos dat s vysokou šířkou pásma a vysokou spolehlivostí. Je třeba podporovat vyšší přenosové rychlosti a pokrytí, například 100 Gb/s, 200 Gb/s, 400 Gb/s atd.
3. Hlavní vrstva metropolitní sítě/provinční dálková linka:
V přenosu po jádrové vrstvě a dálkovém vedení provádějí optické moduly rozsáhlejší úkoly přenosu dat, které vyžadují vysokorychlostní přenos na velké vzdálenosti a výkonnou technologii modulace signálu, jako jsou optické moduly DWDM.
1. Zvýšení přenosové rychlosti:
Vzhledem k požadavkům na vysokorychlostní přenosy v sítích 5G musí přenosové rychlosti optických modulů dosáhnout úrovní 25 Gb/s, 50 Gb/s, 100 Gb/s nebo i vyšších, aby byly splněny potřeby vysokokapacitního přenosu dat.
2. Přizpůsobte se různým scénářům použití:
Optický modul musí hrát roli v různých aplikačních scénářích, včetně vnitřních základnových stanic, venkovních základnových stanic, městského prostředí atd., a je třeba zvážit faktory prostředí, jako je teplotní rozsah, ochrana proti prachu a vodotěsnost.
3. Nízké náklady a vysoká účinnost:
Rozsáhlé zavádění sítí 5G má za následek obrovskou poptávku po optických modulech, proto jsou klíčovými požadavky nízké náklady a vysoká účinnost. Díky technologickým inovacím a optimalizaci procesů se snižují výrobní náklady optických modulů a zvyšuje se efektivita výroby a kapacita.
4. Vysoká spolehlivost a teplotní rozsah průmyslové třídy:
Optické moduly v 5G sítích musí mít vysokou spolehlivost a být schopny stabilně fungovat v náročných průmyslových teplotních rozsazích (-40 ℃ až +85 ℃), aby se přizpůsobily různým prostředím nasazení a aplikačním scénářům.
5. Optimalizace optického výkonu:
Optický modul potřebuje optimalizovat svůj optický výkon, aby zajistil stabilní přenos a vysoce kvalitní příjem optických signálů, včetně zlepšení optických ztrát, stability vlnové délky, modulační technologie a dalších aspektů.
V tomto článku jsou systematicky představeny optické moduly používané v aplikacích 5G forward, intermediate a backpass. Optické moduly používané v aplikacích 5G forward, intermediate a backpass poskytují koncovým uživatelům nejlepší volbu z hlediska vysoké rychlosti, nízkého zpoždění, nízké spotřeby energie a nízkých nákladů. V nosných sítích 5G plní optické moduly jako důležitou součást infrastruktury klíčové úkoly přenosu dat a komunikace. S popularizací a rozvojem sítí 5G budou optické moduly i nadále čelit vyšším požadavkům na výkon a aplikačním výzvám, což bude vyžadovat neustálé inovace a pokrok, aby splňovaly potřeby budoucích komunikačních sítí.
Spolu s rychlým rozvojem sítí 5G se neustále vyvíjí i technologie optických modulů. Věřím, že budoucí optické moduly budou menší, efektivnější a schopné podporovat vyšší rychlosti přenosu dat. Dokážou uspokojit rostoucí poptávku po sítích 5G a zároveň snížit spotřebu energie a minimalizovat dopad komunikačních sítí na životní prostředí. Jako profesionální dodavatel optických modulů, společnost bude podporovat další inovace v technologii optických modulů a bude spolupracovat na poskytnutí silné podpory úspěchu a udržitelnému rozvoji sítí 5G.