في عصر الجيل الخامس، تعود الوحدات الضوئية إلى النمو في سوق الاتصالات

سيقود بناء 5G النمو السريع للطلب على الوحدات الضوئية للاتصالات. وفيما يتعلق بمتطلبات الوحدات الضوئية 5G، يتم تقسيمها إلى ثلاثة أجزاء: التوصيل الأمامي، والوصل المتوسط، والوصل الخلفي.

5G fronthaul: وحدة بصرية 25G / 100G

تتطلب شبكات 5G كثافة أعلى للمحطة الأساسية/الخلية، لذلك زاد الطلب على الوحدات الضوئية عالية السرعة بشكل كبير.تعد الوحدات الضوئية 25G/100G هي الحل المفضل لشبكات النقل الأمامية 5G.نظرًا لاستخدام واجهة بروتوكول eCPRI (واجهة الراديو العامة المُحسّنة) (المعدل النموذجي 25.16 جيجابت/ثانية) لنقل إشارات النطاق الأساسي لمحطات قاعدة 5G، ستعتمد شبكة 5G Fronthaul بشكل كبير على الوحدات الضوئية 25G.يعمل المشغلون جاهدين لإعداد البنية التحتية والأنظمة لتسهيل الانتقال إلى الجيل الخامس.في ذروته، في عام 2021، من المتوقع أن يصل سوق الوحدات الضوئية المحلية المطلوبة لشبكة 5G إلى 6.9 مليار يوان صيني، حيث تمثل الوحدات الضوئية 25G 76.2%.

مع الأخذ في الاعتبار بيئة التطبيق الخارجية الكاملة لـ 5G AAU، تحتاج الوحدة الضوئية 25G المستخدمة في شبكة النقل الأمامي إلى تلبية نطاق درجة الحرارة الصناعية من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية ومتطلبات مقاومة الغبار، والضوء الرمادي والضوء الملون 25 جيجا. سيتم نشر الوحدات وفقًا لبنيات التوصيل الأمامية المختلفة المستخدمة في شبكات 5G.

تحتوي الوحدة الضوئية الرمادية 25G على موارد وفيرة من الألياف الضوئية، لذا فهي أكثر ملاءمة للاتصال المباشر بالألياف الضوئية من نقطة إلى نقطة.على الرغم من أن طريقة الاتصال المباشر بالألياف الضوئية بسيطة ومنخفضة التكلفة، إلا أنها لا تستطيع تلبية وظائف الإدارة مثل حماية الشبكة ومراقبتها.لذلك، لا يمكنها توفير موثوقية عالية لخدمات uRLLC وتستهلك المزيد من موارد الألياف الضوئية.

يتم تثبيت الوحدات الضوئية الملونة 25G بشكل أساسي في شبكات WDM السلبية وشبكات WDM/OTN النشطة، لأنها يمكن أن توفر اتصالات AAU متعددة إلى DU باستخدام ألياف واحدة.يستهلك حل WDM السلبي موارد ألياف أقل، ومن السهل صيانة المعدات السلبية، لكنه لا يزال غير قادر على تحقيق مراقبة الشبكة وحمايتها وإدارتها ووظائف أخرى؛يوفر WDM/OTN النشط موارد الألياف ويمكنه تحقيق وظائف OAM مثل الأداء الزائد واكتشاف الأخطاء وتوفير حماية الشبكة.تتميز هذه التقنية بطبيعة الحال بخصائص النطاق الترددي الكبير والتأخير المنخفض، ولكن عيبها هو أن تكلفة بناء الشبكة مرتفعة نسبيًا.

تعتبر الوحدات الضوئية 100G أيضًا أحد الحلول المفضلة لشبكات النقل الأمامية.في عام 2019، تم إعداد الوحدات الضوئية 100G و25G كتركيبات قياسية لمواكبة التطور السريع للخدمات التجارية والجيل الخامس.في شبكات النقل الأمامي التي تتطلب سرعات أعلى، يمكن نشر الوحدات الضوئية 100G PAM4 FR/LR.يمكن للوحدة الضوئية 100G PAM4 FR/LR أن تدعم 2 كم (FR) أو 20 كم (LR).

نقل 5G: وحدة بصرية 50G PAM4

تتطلب شبكة النقل المتوسطة 5G متطلبات الوحدات الضوئية بسرعة 50 جيجابت/ثانية، ويمكن استخدام الوحدات الضوئية الرمادية والملونة.يمكن للوحدة الضوئية 50G PAM4 QSFP28 التي تستخدم المنفذ البصري LC والألياف أحادية الوضع مضاعفة عرض النطاق الترددي من خلال رابط الألياف أحادي الوضع دون تثبيت مرشح لتعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي.من خلال تضخيم موقع DCM وBBU المشترك، يمكن نقل 40 كم.يأتي الطلب على الوحدات الضوئية 50G بشكل أساسي من بناء شبكات حاملة 5G.إذا تم اعتماد شبكات حامل 5G على نطاق واسع، فمن المتوقع أن يصل سوقها إلى عشرات الملايين.

وصلة 5G: وحدة بصرية 100G/200G/400G

ستحتاج شبكة التوصيل 5G إلى نقل حركة مرور أكبر من 4G بسبب الأداء العالي وعرض النطاق الترددي العالي لراديو 5G NR الجديد.ولذلك، فإن طبقة التقارب والطبقة الأساسية لشبكة التوصيل 5G لها متطلبات للوحدات الضوئية الملونة DWDM بسرعات 100 جيجابت / ثانية، و200 جيجابت / ثانية، و400 جيجابت / ثانية.يتم نشر الوحدة الضوئية 100G PAM4 DWDM بشكل أساسي في طبقة الوصول وطبقة التقارب، ويمكن أن تدعم 60 كم من خلال T-DCM المشترك ومكبر الصوت البصري.يتطلب نقل الطبقة الأساسية قدرة عالية ومسافة ممتدة تبلغ 80 كم، لذلك يلزم وجود وحدات بصرية DWDM متماسكة 100G/200G/400G لدعم شبكة DWDM الأساسية للمترو.الآن، الشيء الأكثر إلحاحًا هو طلب شبكة 5G على الوحدات الضوئية 100G.يحتاج مقدمو الخدمة إلى نطاق ترددي 200 جيجا و400 جيجا لتحقيق الإنتاجية المطلوبة لنشر 5G.

في سيناريوهات منتصف الإرسال والتوصيل، غالبًا ما تُستخدم الوحدات الضوئية في غرف الكمبيوتر ذات ظروف أفضل لتبديد الحرارة، لذلك يمكن استخدام الوحدات الضوئية ذات الدرجة التجارية.في الوقت الحاضر، تستخدم مسافة النقل التي تقل عن 80 كم بشكل رئيسي 25 جيجابت / ثانية NRZ أو 50 جيجابت / ثانية، 100 جيجابت / ثانية، 200 جيجابت / ثانية، 400 جيجابت / ثانية PAM4 الوحدات الضوئية، وسيستخدم النقل لمسافات طويلة فوق 80 كم بشكل أساسي وحدات بصرية متماسكة ( حامل واحد 100 جيجابايت/ثانية و400 جيجابايت/ثانية).

باختصار، عززت تقنية 5G نمو سوق الوحدات الضوئية 25G/50G/100G/200G/400G.