5G-Bereitstellung optischer Modulanwendungen
Die Mobilfunktechnologie der 5. Generation, abgekürzt 5G, ist eine neue Generation der Breitband-Mobilfunktechnologie mit hohen Geschwindigkeiten, geringer Latenz und umfassender Konnektivität. Die 5G-Kommunikationsinfrastruktur ist die Netzwerkinfrastruktur für die Mensch-Maschine- und Objekt-Verbindung.
Die Internationale Fernmeldeunion (ITU) definiert drei Hauptanwendungsszenarien für 5G: Enhanced Mobile Broadband (eMBB), Ultra Reliable Low Latency Communication (uRLLC) und Massive Machine Type of Communication (mMTC). eMBB zielt vor allem auf das explosionsartige Wachstum des mobilen Internetverkehrs ab und bietet mobilen Internetnutzern ein extremeres Anwendungserlebnis. uRLLC zielt vor allem auf vertikale Industrieanwendungen wie Industriesteuerung, Telemedizin und autonomes Fahren ab, die extrem hohe Anforderungen an Zeitverzögerung und Zuverlässigkeit stellen. mMTC zielt vor allem auf Anwendungen wie Smart Cities, Smart Homes und Umweltüberwachung ab, die auf Sensorik und Datenerfassung abzielen.
Mit dem kontinuierlichen Fortschritt von Wissenschaft und Technologie ist das 5G-Netz zu einem der wichtigsten Themen in der modernen Kommunikationsbranche geworden. Die 5G-Technologie ermöglicht nicht nur schnellere Datenübertragungsgeschwindigkeiten, sondern auch mehr Verbindungen zwischen Geräten und schafft so mehr Möglichkeiten für zukünftige Smart Cities, autonome Fahrzeuge und das Internet der Dinge. Hinter dem 5G-Netz verbergen sich jedoch viele Schlüsseltechnologien und Geräteunterstützung, darunter das optische Modul.
Das optische Modul ist die Kernkomponente der optischen Kommunikation. Es übernimmt hauptsächlich die fotoelektrische Umwandlung, wobei das sendende Ende das elektrische Signal in ein optisches Signal umwandelt und das empfangende Ende das optische Signal in ein elektrisches Signal umwandelt. Als Kerngerät wird das optische Modul häufig in Kommunikationsgeräten eingesetzt und ist der Schlüssel zur Realisierung hoher Bandbreite, geringer Verzögerung und einer breiten 5G-Verbindung.
Basisstationsanschluss: 5G-Basisstationen befinden sich üblicherweise in Hochhäusern, Telekommunikationstürmen und an anderen Orten und müssen Daten schnell und zuverlässig an Benutzergeräte übertragen. Optische Module ermöglichen eine schnelle Datenübertragung mit geringer Latenz und stellen so sicher, dass Benutzer auf hochwertige Kommunikationsdienste zugreifen können.
Rechenzentrumskonnektivität: Rechenzentren können große Datenmengen speichern und verarbeiten, um den Anforderungen der Nutzer gerecht zu werden. Optische Module dienen zur Verbindung zwischen verschiedenen Rechenzentren sowie zwischen Rechenzentren und Basisstationen und gewährleisten so eine schnelle und effiziente Datenübertragung.
Die Gesamtstruktur der Kommunikationsnetze von Telekommunikationsbetreibern umfasst in der Regel Backbone-Netze und Metropolitan Area Networks. Das Backbone-Netz ist das Kernnetz des Betreibers, während das Metropolitan Area Network in Kernschicht, Aggregationsschicht und Zugriffsschicht unterteilt werden kann. Telekommunikationsbetreiber bauen in der Zugriffsschicht eine große Anzahl von Kommunikationsbasisstationen ein, die Netzwerksignale in verschiedene Bereiche übertragen und Nutzern den Zugriff auf das Netzwerk ermöglichen. Gleichzeitig übertragen Kommunikationsbasisstationen Nutzerdaten über die Metropolitan Aggregation Layer und das Kernschichtnetz zurück an das Backbone-Netz der Telekommunikationsbetreiber.
Um den Anforderungen an hohe Bandbreite, geringe Latenz und große Abdeckung gerecht zu werden, hat sich die Architektur des 5G-Wireless-Access-Network (RAN) von einer zweistufigen Struktur aus 4G-Basisbandverarbeitungseinheit (BBU) und Hochfrequenz-Pull-Out-Einheit (RRU) zu einer dreistufigen Struktur aus zentralisierter Einheit (CU), verteilter Einheit (DU) und aktiver Antenneneinheit (AAU) weiterentwickelt. Die 5G-Basisstation integriert die ursprüngliche RRU- und Antennenausrüstung von 4G in eine neue AAU-Ausrüstung und teilt die ursprüngliche BBU-Ausrüstung von 4G in DU- und CU-Ausrüstung auf. Im 5G-Trägernetz bilden die AAU- und DU-Geräte eine Vorwärtsübertragung, die DU- und CU-Geräte eine Zwischenübertragung und die CU und das Backbone-Netzwerk einen Backhaul.
Die von 5G-Basisstationen verwendete dreistufige Architektur fügt im Vergleich zur zweistufigen Architektur von 4G-Basisstationen eine Schicht optischer Übertragungsverbindungen hinzu und die Anzahl der optischen Ports steigt, sodass auch die Nachfrage nach optischen Modulen steigt.
1. Metro-Zugriffsschicht:
Die Metro-Zugangsschicht, das optische Modul, dient zur Verbindung von 5G-Basisstationen und Übertragungsnetzen und unterstützt Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung und Kommunikation mit geringer Latenz. Gängige Anwendungsszenarien sind Glasfaser-Direktverbindungen und passives WDM.
2. Metropolitan Convergence-Schicht:
Auf der Metropolitan-Konvergenzebene werden optische Module verwendet, um den Datenverkehr auf mehreren Zugriffsebenen zu aggregieren und so eine Datenübertragung mit hoher Bandbreite und hoher Zuverlässigkeit zu ermöglichen. Höhere Übertragungsraten und eine höhere Abdeckung wie 100 Gbit/s, 200 Gbit/s, 400 Gbit/s usw. müssen unterstützt werden.
3. Metropolitan-Kernschicht/Provinz-Hauptleitung:
Bei der Übertragung über die Kernschicht und die Hauptleitung übernehmen optische Module größere Datenübertragungsaufgaben, die eine Hochgeschwindigkeits- und Langstreckenübertragung sowie eine leistungsstarke Signalmodulationstechnologie erfordern, wie beispielsweise optische DWDM-Module.
1. Erhöhung der Übertragungsrate:
Angesichts der hohen Geschwindigkeitsanforderungen von 5G-Netzwerken müssen die Übertragungsraten optischer Module Werte von 25 Gb/s, 50 Gb/s, 100 Gb/s oder sogar mehr erreichen, um den Anforderungen einer Datenübertragung mit hoher Kapazität gerecht zu werden.
2. An verschiedene Anwendungsszenarien anpassen:
Das optische Modul muss in verschiedenen Anwendungsszenarien eine Rolle spielen, darunter Basisstationen im Innen- und Außenbereich, städtische Umgebungen usw., und Umweltfaktoren wie Temperaturbereich, Staubschutz und Wasserdichtigkeit müssen berücksichtigt werden.
3. Niedrige Kosten und hohe Effizienz:
Der großflächige Einsatz von 5G-Netzen führt zu einer enormen Nachfrage nach optischen Modulen. Niedrige Kosten und hohe Effizienz sind daher wichtige Anforderungen. Durch technologische Innovationen und Prozessoptimierung werden die Herstellungskosten optischer Module gesenkt und die Produktionseffizienz und -kapazität verbessert.
4. Hohe Zuverlässigkeit und Temperaturbereich in Industriequalität:
Die optischen Module in 5G-Trägernetzwerken müssen eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen und in rauen industriellen Temperaturbereichen (-40 °C bis +85 °C) stabil arbeiten können, um sich an unterschiedliche Einsatzumgebungen und Anwendungsszenarien anzupassen.
5. Optimierung der optischen Leistung:
Das optische Modul muss seine optische Leistung optimieren, um eine stabile Übertragung und einen hochwertigen Empfang optischer Signale zu gewährleisten, einschließlich Verbesserungen bei optischem Verlust, Wellenlängenstabilität, Modulationstechnologie und anderen Aspekten.
In diesem Dokument werden die in 5G-Forward-, Intermediate- und Backpass-Anwendungen eingesetzten optischen Module systematisch vorgestellt. Die in 5G-Forward-, Intermediate- und Backpass-Anwendungen eingesetzten optischen Module bieten Endnutzern die optimale Wahl zwischen hoher Geschwindigkeit, geringer Verzögerung, geringem Stromverbrauch und niedrigen Kosten. In 5G-Trägernetzen übernehmen optische Module als wichtiger Bestandteil der Infrastruktur zentrale Datenübertragungs- und Kommunikationsaufgaben. Mit der Verbreitung und Entwicklung von 5G-Netzen werden optische Module weiterhin mit höheren Leistungsanforderungen und Anwendungsherausforderungen konfrontiert sein. Dies erfordert kontinuierliche Innovation und Weiterentwicklung, um den Anforderungen zukünftiger Kommunikationsnetze gerecht zu werden.
Mit der rasanten Entwicklung der 5G-Netze entwickelt sich auch die Technologie optischer Module kontinuierlich weiter. Ich bin überzeugt, dass zukünftige optische Module kleiner, effizienter und in der Lage sein werden, höhere Datenübertragungsgeschwindigkeiten zu unterstützen. Sie können die wachsende Nachfrage nach 5G-Netzen decken und gleichzeitig den Energieverbrauch senken und die Auswirkungen der Kommunikationsnetze auf die Umwelt minimieren. Als professioneller Anbieter optischer Module Das Unternehmen werden weitere Innovationen in der optischen Modultechnologie fördern und zusammenarbeiten, um den Erfolg und die nachhaltige Entwicklung von 5G-Netzwerken nachhaltig zu unterstützen.