Implementación 5G de aplicacións de módulos ópticos

A Unión Internacional de Telecomunicacións (UIT) define tres escenarios de aplicación principais para o 5G, a saber, a banda larga móbil mellorada (eMBB), a comunicación de baixa latencia ultrafiable (uRLLC) e a comunicación masiva de tipo máquina (mMTC). A eMBB está dirixida principalmente ao crecemento explosivo do tráfico de Internet móbil, proporcionando unha experiencia de aplicación máis extrema para os usuarios de Internet móbil; a uRLLC está dirixida principalmente a aplicacións da industria verticais como o control industrial, a telemedicina e a condución autónoma, que teñen requisitos extremadamente altos en canto a retardo de tempo e fiabilidade; e a mMTC está dirixida principalmente a aplicacións como cidades intelixentes, fogares intelixentes e monitorización ambiental que se centran na detección e a recollida de datos.

Co progreso continuo da ciencia e a 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 a Internet das Cousas. Non obstante, detrás da rede 5G, hai moitas tecnoloxías e equipos de soporte clave, un dos cales é o módulo óptico.

O módulo óptico é o compoñente central da comunicación óptica, que realiza 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 central, o módulo óptico úsase amplamente en equipos de comunicación e é a clave para lograr un alto ancho de banda, un baixo retardo 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 central do operador e a rede de 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, o que permite aos usuarios acceder á rede. Ao mesmo tempo, as estacións base de comunicación transmiten os datos do usuario de volta á rede troncal dos operadores de telecomunicacións a través da capa de agregación metropolitana e da rede da capa central.

Para cumprir cos requisitos de alta largura de banda, baixa latencia e ampla cobertura, a arquitectura da rede de acceso sen fíos (RAN) 5G evolucionou dunha estrutura de dous niveis de unidade de procesamento de banda base 4G (BBU) e unidade de extracción 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, mentres que divide o equipo BBU orixinal de 4G en equipos DU e CU. Na rede portadora 5G, os dispositivos AAU e DU forman unha transmisión directa, os dispositivos DU e CU forman unha transmisión intermedia e a CU e a rede troncal forman unha conexión de retorno.

A arquitectura de tres niveis empregada polas 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 de interiores, estacións base de exteriores, entornos urbanos, etc., e deben considerarse factores ambientais como o rango de temperatura, a prevención do po e a impermeabilización.

3. Baixo custo e alta eficiencia:

O despregamento a grande escala de redes 5G resulta nunha enorme demanda de módulos ópticos, polo que o baixo custo e a alta eficiencia son requisitos clave. Mediante a innovación tecnolóxica e a 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 nas redes portadoras 5G deben ter unha alta fiabilidade e ser capaces de funcionar de forma estable en rangos de temperatura industriais rigorosos (de -40 ℃ a +85 ℃) para adaptarse a diferentes entornos de despregamento e escenarios de aplicación.

5. Optimización do rendemento óptico:

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