در عصر 5G، ماژول های نوری به رشد در بازار ارتباطات راه دور باز می گردند

ساخت و ساز 5G باعث رشد سریع تقاضا برای ماژول های نوری برای مخابرات خواهد شد. از نظر نیازهای ماژول نوری 5G، به سه بخش تقسیم می شود: fronthaul، midhaul و backhaul.

5G fronthaul: ماژول نوری 25G/100G

شبکه‌های 5G به تراکم ایستگاه پایه/محل سلولی بالاتری نیاز دارند، بنابراین تقاضا برای ماژول‌های نوری پرسرعت بسیار افزایش یافته است.ماژول‌های نوری 25G/100G راه‌حل ترجیحی برای شبکه‌های فرانت‌هول 5G هستند.از آنجایی که از رابط پروتکل eCPRI (رطب معمولی 25.16 گیگابیت بر ثانیه) برای انتقال سیگنال‌های باند پایه ایستگاه‌های پایه 5G استفاده می‌شود، شبکه 5G fronthaul به شدت به ماژول‌های نوری 25G متکی خواهد بود.اپراتورها سخت کار می کنند تا زیرساخت ها و سیستم هایی را برای تسهیل انتقال به 5G آماده کنند.در اوج خود، در سال 2021، انتظار می‌رود که بازار داخلی ماژول‌های نوری مورد نیاز 5G به 6.9 میلیارد یوان برسد و ماژول‌های نوری 25G 76.2 درصد را تشکیل می‌دهند.

با در نظر گرفتن محیط کاربردی کامل در فضای باز 5G AAU، ماژول نوری 25G مورد استفاده در شبکه فرانت هاول باید محدوده دمای صنعتی -40 درجه سانتیگراد تا +85 درجه سانتیگراد و الزامات ضد گرد و غبار و نور خاکستری 25G و نور رنگی را برآورده کند. ماژول ها بر اساس معماری های مختلف fronthaul مورد استفاده در شبکه های 5G مستقر خواهند شد.

ماژول نوری خاکستری 25G منابع فیبر نوری فراوانی دارد، بنابراین برای اتصال مستقیم فیبر نوری نقطه به نقطه فیبر نوری مناسب تر است.اگرچه روش اتصال مستقیم فیبر نوری ساده و کم هزینه است، اما نمی تواند عملکردهای مدیریتی مانند حفاظت از شبکه و نظارت را برآورده کند.بنابراین، نمی تواند قابلیت اطمینان بالایی را برای خدمات uRLLC فراهم کند و منابع فیبر نوری بیشتری را مصرف می کند.

ماژول‌های نوری رنگی 25G عمدتاً در شبکه‌های غیرفعال WDM و WDM/OTN فعال نصب می‌شوند، زیرا می‌توانند چندین اتصال AAU به DU را با استفاده از یک فیبر واحد فراهم کنند.راه حل منفعل WDM منابع فیبر کمتری مصرف می کند، و نگهداری تجهیزات غیرفعال آسان است، اما هنوز نمی تواند به نظارت، حفاظت، مدیریت و سایر عملکردهای شبکه دست یابد.WDM/OTN فعال منابع فیبر را ذخیره می‌کند و می‌تواند به عملکردهای OAM مانند سربار عملکرد و تشخیص خطا دست یابد و محافظت از شبکه را فراهم کند.این فناوری به طور طبیعی دارای ویژگی های پهنای باند زیاد و تاخیر کم است، اما نقطه ضعف آن این است که هزینه ساخت شبکه نسبتاً بالا است.

ماژول های نوری 100G نیز به عنوان یکی از راه حل های ترجیحی برای شبکه های فرانت هال در نظر گرفته می شوند.در سال 2019، ماژول‌های نوری 100G و 25G به‌عنوان تاسیسات استاندارد راه‌اندازی شده‌اند تا با توسعه سریع تجارت و خدمات 5G همگام شوند.در شبکه های فرانت هال که به سرعت بالاتری نیاز دارند، ماژول های نوری 100G PAM4 FR/LR می توانند مستقر شوند.ماژول نوری 100G PAM4 FR/LR می تواند 2 کیلومتر (FR) یا 20 کیلومتر (LR) را پشتیبانی کند.

انتقال 5G: ماژول نوری 50G PAM4

شبکه انتقال میانی 5G نیازمندی هایی برای ماژول های نوری 50 گیگابیت بر ثانیه است و می توان از هر دو ماژول نوری خاکستری و رنگی استفاده کرد.ماژول نوری 50G PAM4 QSFP28 با استفاده از پورت نوری LC و فیبر تک حالته می تواند پهنای باند را از طریق پیوند فیبر تک حالته بدون نصب فیلتری برای مالتی پلکس کردن تقسیم طول موج دو برابر کند.از طریق DCM مشترک و تقویت سایت BBU، 40 کیلومتر قابل انتقال است.تقاضا برای ماژول های نوری 50G عمدتاً ناشی از ساخت شبکه های حامل 5G است.اگر شبکه های حامل 5G به طور گسترده مورد استفاده قرار گیرند، انتظار می رود بازار آن به ده ها میلیون نفر برسد.

بک هال 5G: ماژول نوری 100G/200G/400G

شبکه بک هال 5G به دلیل عملکرد بالاتر و پهنای باند بالاتر رادیوی جدید 5G NR به ترافیک بیشتری نسبت به 4G نیاز دارد.بنابراین، لایه همگرایی و لایه هسته شبکه بک هال 5G برای ماژول های نوری رنگی DWDM با سرعت های 100 گیگابیت بر ثانیه، 200 گیگابیت بر ثانیه و 400 گیگابیت بر ثانیه الزاماتی دارد.ماژول نوری 100G PAM4 DWDM عمدتاً در لایه دسترسی و لایه همگرایی مستقر شده است و می تواند 60 کیلومتر را از طریق T-DCM مشترک و تقویت کننده نوری پشتیبانی کند.انتقال لایه هسته به ظرفیت بالا و مسافت طولانی 80 کیلومتری نیاز دارد، بنابراین ماژول های نوری DWDM منسجم 100G/200G/400G برای پشتیبانی از شبکه DWDM هسته مترو مورد نیاز است.اکنون، فوری ترین چیز، تقاضای شبکه 5G برای ماژول های نوری 100G است.ارائه دهندگان خدمات به پهنای باند 200G و 400G برای دستیابی به توان عملیاتی مورد نیاز برای استقرار 5G نیاز دارند.

در سناریوهای انتقال میانی و بک هال، ماژول های نوری اغلب در اتاق های کامپیوتر با شرایط اتلاف گرما بهتر استفاده می شوند، بنابراین می توان از ماژول های نوری درجه تجاری استفاده کرد.در حال حاضر، فاصله انتقال زیر 80 کیلومتر عمدتا از 25 گیگابیت بر ثانیه NRZ یا 50 گیگابیت بر ثانیه، 100 گیگابیت بر ثانیه، 100 گیگابیت بر ثانیه، 200 گیگابیت بر ثانیه، 400 گیگابیت بر ثانیه از ماژول های نوری PAM4 استفاده می کند و انتقال مسافت طولانی بالای 80 کیلومتر عمدتا از ماژول های نوری منسجم استفاده می کند. تک حامل 100 گیگابیت بر ثانیه و 400 گیگابیت بر ثانیه).

به طور خلاصه، 5G رشد بازار ماژول های نوری 25G/50G/100G/200G/400G را ارتقا داده است.