Budowa 5G będzie napędzać szybki wzrost zapotrzebowania na moduły optyczne dla telekomunikacji. Jeśli chodzi o wymagania dotyczące modułów optycznych 5G, dzieli się je na trzy części: fronthaul, midhaul i backhaul.
Fronthaul 5G: moduł optyczny 25G/100G
Sieci 5G wymagają większej gęstości lokalizacji stacji bazowych/komórek, dlatego znacznie wzrosło zapotrzebowanie na szybkie moduły optyczne.Moduły optyczne 25G/100G są preferowanym rozwiązaniem dla sieci fronthaul 5G.Ponieważ do przesyłania sygnałów pasma podstawowego stacji bazowych 5G używany jest interfejs protokołu eCPRI (enhanced Common Public Radio Interface) (typowa szybkość wynosi 25,16 Gb/s), sieć fronthaul 5G będzie w dużym stopniu opierać się na modułach optycznych 25G.Operatorzy ciężko pracują, aby przygotować infrastrukturę i systemy ułatwiające przejście na 5G.Oczekuje się, że w szczytowym momencie, w 2021 r., krajowy rynek modułów optycznych wymaganych w sieci 5G osiągnie wartość 6,9 miliarda RMB, przy czym moduły optyczne 25G będą stanowić 76,2%.
Biorąc pod uwagę pełne środowisko zastosowań zewnętrznych 5G AAU, moduł optyczny 25G stosowany w sieci fronthaul musi spełniać wymagania przemysłowego zakresu temperatur od -40°C do +85°C i pyłoszczelności, a także światło szare i światło kolorowe 25G moduły będą wdrażane zgodnie z różnymi architekturami fronthaul stosowanymi w sieciach 5G.
Szary moduł optyczny 25G ma obfite zasoby światłowodów, dlatego jest bardziej odpowiedni do bezpośredniego połączenia światłowodowego punkt-punkt.Chociaż metoda bezpośredniego połączenia światłowodowego jest prosta i tania, nie jest w stanie spełnić funkcji zarządzania, takich jak ochrona i monitorowanie sieci.Dlatego nie jest w stanie zapewnić wysokiej niezawodności usług uRLLC i zużywa więcej zasobów światłowodu.
Kolorowe moduły optyczne 25G są instalowane głównie w pasywnych sieciach WDM i aktywnych WDM/OTN, ponieważ mogą zapewniać wiele połączeń AAU do DU przy użyciu jednego światłowodu.Pasywne rozwiązanie WDM zużywa mniej zasobów światłowodowych, a sprzęt pasywny jest łatwy w utrzymaniu, ale nadal nie zapewnia monitorowania sieci, ochrony, zarządzania i innych funkcji;Aktywny WDM/OTN oszczędza zasoby światłowodowe i może realizować funkcje OAM, takie jak narzut wydajności i wykrywanie błędów oraz zapewnia ochronę sieci.Technologia ta charakteryzuje się oczywiście dużą przepustowością i niskim opóźnieniem, jednak wadą jest to, że koszt budowy sieci jest stosunkowo wysoki.
Moduły optyczne 100G są również uważane za jedno z preferowanych rozwiązań dla sieci typu fronthaul.W 2019 r. wprowadzono moduły optyczne 100G i 25G jako standardowe instalacje, aby nadążać za szybkim rozwojem handlu i usług 5G.W sieciach typu fronthaul, które wymagają większych prędkości, można wdrożyć moduły optyczne 100G PAM4 FR/LR.Moduł optyczny 100G PAM4 FR/LR może obsługiwać odległość 2 km (FR) lub 20 km (LR).
Transmisja 5G: moduł optyczny 50G PAM4
Sieć średniotransmisyjna 5G ma wymagania dotyczące modułów optycznych 50 Gbit/s i można stosować zarówno szare, jak i kolorowe moduły optyczne.Moduł optyczny 50G PAM4 QSFP28 wykorzystujący port optyczny LC i światłowód jednomodowy może podwoić przepustowość łącza światłowodowego jednomodowego bez instalowania filtra do multipleksowania z podziałem długości fali.Dzięki wspólnemu wzmocnieniu DCM i BBU można transmitować na odległość 40 km.Zapotrzebowanie na moduły optyczne 50G wynika głównie z budowy sieci nośnikowych 5G.Jeśli sieci nośników 5G zostaną powszechnie przyjęte, oczekuje się, że ich rynek osiągnie dziesiątki milionów.
Sieć szkieletowa 5G: moduł optyczny 100G/200G/400G
Sieć dosyłowa 5G będzie musiała przenosić większy ruch niż 4G ze względu na wyższą wydajność i większą przepustowość nowego radia 5G NR.Dlatego warstwa konwergencji i warstwa rdzeniowa sieci szkieletowej 5G mają wymagania dotyczące kolorowych modułów optycznych DWDM o prędkościach 100 Gb/s, 200 Gb/s i 400 Gb/s.Moduł optyczny 100G PAM4 DWDM jest wdrażany głównie w warstwie dostępowej i warstwie konwergencji i może obsługiwać 60 km poprzez współdzielony T-DCM i wzmacniacz optyczny.Transmisja w warstwie rdzeniowej wymaga dużej przepustowości i dużej odległości wynoszącej 80 km, dlatego do obsługi rdzeniowej sieci metropolitalnej DWDM wymagane są spójne moduły optyczne DWDM 100G/200G/400G.Teraz najpilniejszą sprawą jest zapotrzebowanie sieci 5G na moduły optyczne 100G.Dostawcy usług potrzebują przepustowości 200G i 400G, aby osiągnąć przepustowość wymaganą do wdrożenia 5G.
W scenariuszach średniej transmisji i transmisji typu backhaul moduły optyczne są często używane w pomieszczeniach komputerowych o lepszych warunkach rozpraszania ciepła, dzięki czemu można stosować moduły optyczne klasy komercyjnej.Obecnie odległość transmisji poniżej 80 km wykorzystuje głównie moduły optyczne PAM4 25 Gb/s NRZ lub 50 Gb/s, 100 Gb/s, 200 Gb/s, 400 Gb/s, a transmisja na duże odległości powyżej 80 km będzie głównie wykorzystywać spójne moduły optyczne ( pojedynczy nośnik 100 Gb/s i 400 Gb/s).
Podsumowując, 5G przyczyniło się do rozwoju rynku modułów optycznych 25G/50G/100G/200G/400G.
Czas publikacji: 3 czerwca 2021 r