การปรับใช้แอปพลิเคชันโมดูลออปติก 5G

สหภาพโทรคมนาคมระหว่างประเทศ (ITU) กำหนดสถานการณ์การใช้งานหลักสามสถานการณ์สำหรับ 5G ได้แก่ Enhanced Mobile Broadband (eMBB), Ultra Reliable Low Latency Communication (uRLLC) และ Massive Machine Type of Communication (mMTC) โดย eMBB มุ่งเป้าหมายไปที่การเติบโตแบบก้าวกระโดดของปริมาณการรับส่งข้อมูลอินเทอร์เน็ตบนมือถือเป็นหลัก เพื่อมอบประสบการณ์การใช้งานที่เข้มข้นยิ่งขึ้นให้แก่ผู้ใช้อินเทอร์เน็ตบนมือถือ uRLLC มุ่งเป้าหมายไปที่การใช้งานในอุตสาหกรรมเฉพาะ เช่น การควบคุมอุตสาหกรรม การแพทย์ทางไกล และการขับขี่อัตโนมัติ ซึ่งมีข้อกำหนดด้านเวลาหน่วงและความน่าเชื่อถือที่สูงมาก ส่วน mMTC มุ่งเป้าหมายไปที่การใช้งาน เช่น เมืองอัจฉริยะ บ้านอัจฉริยะ และการตรวจสอบสภาพแวดล้อมที่มุ่งเป้าไปที่การตรวจจับและการรวบรวมข้อมูล

ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เครือข่าย 5G จึงกลายเป็นหัวข้อสำคัญในแวดวงการสื่อสารในปัจจุบัน เทคโนโลยี 5G ไม่เพียงแต่จะช่วยให้เราถ่ายโอนข้อมูลได้เร็วขึ้นเท่านั้น แต่ยังรองรับการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ได้มากขึ้นอีกด้วย จึงสร้างโอกาสใหม่ๆ ให้กับเมืองอัจฉริยะ รถยนต์ไร้คนขับ และอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่งในอนาคต อย่างไรก็ตาม เบื้องหลังเครือข่าย 5G ยังมีเทคโนโลยีและอุปกรณ์สำคัญๆ อีกมากมายที่รองรับ ซึ่งหนึ่งในนั้นคือโมดูลออปติก

โมดูลออปติกเป็นส่วนประกอบหลักของการสื่อสารด้วยแสง ซึ่งส่วนใหญ่ทำหน้าที่แปลงแสงให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า ส่วนผู้ส่งจะแปลงสัญญาณไฟฟ้าเป็นสัญญาณแสง และส่วนผู้รับจะแปลงสัญญาณแสงเป็นสัญญาณไฟฟ้า โมดูลออปติกเป็นอุปกรณ์หลัก จึงถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์สื่อสาร และเป็นกุญแจสำคัญในการทำให้ 5G มีแบนด์วิดท์สูง ความล่าช้าต่ำ และการเชื่อมต่อที่กว้าง

โครงสร้างโดยรวมของเครือข่ายการสื่อสารสำหรับผู้ให้บริการโทรคมนาคมมักประกอบด้วยเครือข่ายหลักและเครือข่ายพื้นที่มหานคร เครือข่ายหลักเป็นเครือข่ายหลักของผู้ให้บริการ และเครือข่ายพื้นที่มหานครสามารถแบ่งได้เป็นชั้นหลัก ชั้นรวม และชั้นการเข้าถึง ผู้ให้บริการโทรคมนาคมสร้างสถานีฐานการสื่อสารจำนวนมากในชั้นการเข้าถึง ซึ่งครอบคลุมสัญญาณเครือข่ายไปยังพื้นที่ต่างๆ ทำให้ผู้ใช้สามารถเข้าถึงเครือข่ายได้ ในเวลาเดียวกัน สถานีฐานการสื่อสารจะส่งข้อมูลผู้ใช้กลับไปยังเครือข่ายหลักของผู้ให้บริการโทรคมนาคมผ่านชั้นรวมและเครือข่ายชั้นหลัก

เพื่อตอบสนองความต้องการแบนด์วิดท์สูง ความหน่วงต่ำ และความครอบคลุมกว้าง สถาปัตยกรรมเครือข่ายการเข้าถึงไร้สาย 5G (RAN) ได้พัฒนาจากโครงสร้างสองระดับของหน่วยประมวลผลเบสแบนด์ (BBU) 4G และหน่วยดึงความถี่วิทยุ (RRU) ไปเป็นโครงสร้างสามระดับของหน่วยรวมศูนย์ (CU) หน่วยกระจาย (DU) และหน่วยเสาอากาศแอ็คทีฟ (AAU) อุปกรณ์สถานีฐาน 5G จะรวมอุปกรณ์ RRU เดิมและอุปกรณ์เสาอากาศของ 4G เข้าเป็นอุปกรณ์ AAU ใหม่ ในขณะที่แบ่งอุปกรณ์ BBU เดิมของ 4G ออกเป็นอุปกรณ์ DU และ CU ในเครือข่ายผู้ให้บริการ 5G อุปกรณ์ AAU และ DU จะก่อตัวเป็นการส่งผ่านแบบไปข้างหน้า อุปกรณ์ DU และ CU จะก่อตัวเป็นการส่งผ่านแบบกลาง และ CU และเครือข่ายแบ็คโบนจะก่อตัวเป็นการส่งผ่านแบบแบ็คฮอล

สถาปัตยกรรมสามระดับที่ใช้โดยสถานีฐาน 5G เพิ่มชั้นของลิงก์การส่งข้อมูลออปติคอลเมื่อเทียบกับสถาปัตยกรรมระดับที่สองของสถานีฐาน 4G และจำนวนพอร์ตออปติคอลก็เพิ่มขึ้น ดังนั้นความต้องการโมดูลออปติคอลก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน

1. การเพิ่มอัตราการส่งข้อมูล:

ด้วยข้อกำหนดความเร็วสูงของเครือข่าย 5G อัตราการส่งข้อมูลของโมดูลออปติกจะต้องถึงระดับ 25Gb/s, 50Gb/s, 100Gb/s หรือสูงกว่านั้น เพื่อตอบสนองความต้องการการส่งข้อมูลที่มีความจุสูง

2. ปรับให้เหมาะกับสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกัน:

โมดูลออปติคัลต้องมีบทบาทในสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกัน รวมถึงสถานีฐานในร่ม สถานีฐานกลางแจ้ง สภาพแวดล้อมในเมือง ฯลฯ และต้องพิจารณาปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม เช่น ช่วงอุณหภูมิ การป้องกันฝุ่น และการกันน้ำ

3. ต้นทุนต่ำและประสิทธิภาพสูง:

การใช้งานเครือข่าย 5G ในปริมาณมากส่งผลให้มีความต้องการโมดูลออปติกจำนวนมาก ดังนั้น ต้นทุนต่ำและประสิทธิภาพสูงจึงเป็นข้อกำหนดหลัก ด้วยนวัตกรรมทางเทคโนโลยีและการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ ต้นทุนการผลิตโมดูลออปติกจึงลดลง และประสิทธิภาพและกำลังการผลิตก็ดีขึ้นด้วย

4. ความน่าเชื่อถือสูงและช่วงอุณหภูมิเกรดอุตสาหกรรม:

โมดูลออปติคัลในเครือข่ายตัวนำ 5G ต้องมีความน่าเชื่อถือสูงและสามารถทำงานได้อย่างเสถียรในช่วงอุณหภูมิอุตสาหกรรมที่รุนแรง (-40 ℃ ถึง +85 ℃) เพื่อปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมการใช้งานและสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกัน

5. การเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของออปติก:

โมดูลออปติกจำเป็นต้องปรับประสิทธิภาพออปติกของตนให้เหมาะสมที่สุดเพื่อให้มั่นใจถึงการส่งสัญญาณที่เสถียรและการรับสัญญาณออปติกคุณภาพสูง ซึ่งรวมถึงการปรับปรุงในด้านการสูญเสียแสง เสถียรภาพของความยาวคลื่น เทคโนโลยีการมอดูเลต และด้านอื่นๆ