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lancée en 2019, la 5g a rapidement pris de l'ampleur en asie, en amérique du nord et en europe. global system for mobile communications (gsma) prédit une croissance continue des connexions 5g au cours des cinq prochaines années. les opérateurs mondiaux investiront environ 1.1 billion de dollars américains dans les communications mobiles entre 2020 et 2025, dont environ 80% seront des capex 5g.
la communication sans fil 5g nécessite plus de ressources de spectre que la 4g, pour un haut débit mobile amélioré (embb), une communication ultra-fiable et à faible latence (urllc) et une communication de type machine massive (mmtc). actuellement, la 5g utilise le sub 6ghz spectre fr1 qui prend en charge une bande passante maximale de 100 mo / s, cinq fois celle de la 4g lte. lorsqu'il y a 64 canaux et que la bande passante est de 100 mhz, l'interface radio publique commune (cpri) nécessite au moins 100gb/s pour les canaux fronthaul. cependant, en 2017, l'industrie n'était pas prête pour 100gb/s modules émetteurs-récepteurs optiques. par conséquent, le cpri (ecpri) a été développé.
le ecpri protocole définit plusieurs modes de partage. une interface d'une couche de protocole plus élevée nécessite une bande passante de transmission inférieure. dans les scénarios de division grand public, certaines fonctions de traitement du signal de la couche physique sont transférées de la bande de base vers le côté antenne, ne nécessitant que 25gb/s depuis l'interface fronthaul. ces dernières années, les exigences pour les modules émetteurs-récepteurs optiques fronthaul grand public ont évolué de 10gb/s à l'ère de la 4g à 25gb/s à l'ère de la 5g.
considérant que les bandes de fréquences basses et moyennes du spectre sans fil sont déjà encombrées, le 3gpp alloue une bande de fréquences plus élevées pour la 5g. cependant, cela entraîne une perte de signal plus élevée. par conséquent, pour garantir une bonne qualité de communication, la construction de stations de base 5g nécessite une densité plus élevée que la 4g, ainsi que des exigences de module émetteur-récepteur optique plus élevées. lightcounting prédit que de tous les modules émetteurs-récepteurs optiques vendus au cours des cinq prochaines années, plus de 50% seront des optiques 25g pour le fronthaul 5g.
les modules d'émetteur-récepteur optique 25g sont principalement utilisés par le fronthaul sans fil. en tant que tel, la réutilisation des ressources existantes dans l'industrie ethernet 25g peut aider les opérateurs de télécommunications à réduire considérablement les coûts et à améliorer l'efficacité de l'optique. solutions.
l'architecture typique du fronthaul sans fil est soit le ran distribué (dran), soit le ran centralisé (cran). en mode cran, les bbu sont situées dans un bureau central. cela réduit considérablement l'espace et la consommation d'énergie des équipements auxiliaires, en particulier les climatiseurs, réduisant ainsi les capex et les opex. en outre, les bbu centralisées forment un pool de bande de base bbu, qui peut être géré et planifié de manière centralisée pour différentes exigences du réseau.
en raison de l'ajout de stations de base, le coût de la construction du réseau 5g est beaucoup plus élevé que celui de la 4g et l'acquisition de sites est difficile. par conséquent, cran est préférable pour un déploiement à grande échelle.
le fronthaul dran est un scénario simple, dans lequel les aau et les du sont déployés respectivement sur et sous la tour, à une distance de 300 m ou moins. dans un scénario cran, la distance maximale entre deux unités est de 10 km. compte tenu de la rentabilité et de la facilité de maintenance, une connexion directe par fibre est utilisée pour dran et cran. dans ce cas, des modules émetteurs-récepteurs optiques gris 25g sont nécessaires.
les connexions fibre directe dans les scénarios cran nécessitent de nombreux câbles et fibres optiques. lorsque les ressources en fibre sont insuffisantes, des modules émetteurs-récepteurs bidirectionnels gris (bidi) de 10 km sont utilisés, car ils nécessitent la moitié du nombre de fibres et réduisent donc les coûts. si nécessaire, les ressources en fibre nécessaires peuvent être encore réduites en wdm et (semi) actif wdm dispositifs. dans ce cas, des modules émetteurs-récepteurs optiques colorés de 25g sont nécessaires.
pour une seule station de base macro 5g, un spectre de 100 mhz nécessite trois 25gb/s ecpris. en chine, china mobile a 160 mhz de spectre 5g, tandis que china telecom et china unicom partagent un total de 200 mhz de 5g. si le débit d'interface reste à 25gb/s, le nombre d'interfaces passe de 3 à 6.
pour répondre aux exigences de transmission d'interface, chaque station de base macro nécessite six paires de modules émetteurs-récepteurs optiques 25g. dans ce cas, vous pouvez utiliser un seul ensemble de modules émetteurs-récepteurs optiques colorés à 12 longueurs d'onde (une fibre par site) ou deux ensembles de modules émetteurs-récepteurs optiques colorés à 6 longueurs d'onde (deux fibres par site).
pour résumer, les scénarios dran et cran feront monter en flèche la demande de modules émetteurs-récepteurs optiques 5g fronthaul.
la 5g a été lancée en 2019 et rapidement adoptée pour un usage commercial. à la fin du mois de novembre 2020, des millions de stations de base 5g étaient déjà déployées dans le monde entier. pour faire face à la construction rapide et généralisée des stations de base, les opérateurs optent pour des modules émetteurs-récepteurs optiques colorés, ce qui réduit les coûts et commercialise rapidement. de plus, sur la base des wdm normes, différentes organisations ont proposé des wdm (cwdm), micro-optique wdm (mwdm), lan wdm (lwdm) et dense wdm (dwdm) normes.
25g sfp28 les modules émetteurs-récepteurs optiques gris utilisent les ressources existantes du 10gb/s sfp les technologies:
les puces commerciales qui présentent ces longueurs d'onde sont facilement disponibles. certains fournisseurs de puces peuvent également fournir des puces industrielles adaptées aux applications fronthaul sans fil.
basé sur le principe de la réutilisation wdm normes, l'industrie discute d'une variété de solutions pour modules émetteurs-récepteurs optiques colorés 25g. le cwdm la norme est définie dans l'uit-t g.694.2. il existe 18 longueurs d'onde avec un espacement de 20 nm. cwdm les modules d'émetteur-récepteur sont directement installés sur les du et les aau, et cwdm des multiplexeurs / démultiplexeurs sont utilisés. dans le scénario de liaison sans fil avec trois canaux, six longueurs d'onde sont nécessaires, de préférence cwdm6 de 1271nm, 1291nm, 1311nm, 1331nm, 1351nm et 1371nm. comme les quatre premières longueurs d'onde sont les mêmes que celles de cwdm4 dml dans les centres de données, les fournisseurs de puces n'ont besoin de se développer que pour les températures industrielles et les deux dernières longueurs d'onde. dans le cas de six canaux, 12 longueurs d'onde sont nécessaires. deux cwdm6 et deux fibres peuvent être sélectionnées pour la transmission, ou cwdm12 et une fibre peuvent être utilisées en ajoutant les six dernières longueurs d'onde de 1471 nm, 1491 nm, 1511 nm, 1531 nm, 1551 nm et 1571 nm.
mwdm est une norme de la china communications standards association (ccsa) proposée à la fin de 2019. mwdm, chacun de cwdmla longueur d'onde standard 6 est étendue à travers le refroidisseur thermoélectrique (tec) pour obtenir 12 longueurs d'onde avec un espacement inégal de 7 nm. le mwdm12 longueurs d'onde comprennent 1267.5 nm, 1274.5 nm, 1287.5 nm, 1294.5 nm, 1307.5 nm, 1314.5 nm, 1327.5 nm, 1334.5 nm, 1347.5 nm, 1354.5 nm, 1367.5 nm et 1374.5 nm.
comparé à cwdm6, la mwdmla solution 12 doit ajouter le tec au composant optique et le pilote tec au circuit du module émetteur-récepteur.
l'espacement des canaux du lwdm la technologie est de 800ghz (environ 4.4 nm). plus de longueurs d'onde peuvent être obtenues dans la bande o avec seulement une faible pénalité de dispersion. ieee 802.3 définit le 400gbase-lr8 interface basée sur lwdm8 sur 1273.54 nm, 1277.89 nm, 1282.26 nm, 1286.66 nm, 1295.56 nm, 1300.05 nm, 1304.58 nm et 1309.14 nm. les quatre dernières longueurs d'onde sont utilisées pour 100gbase-lr4. par conséquent, l'industrie peut facilement prendre en charge les quatre dernières longueurs d'onde. en cas d'extension à 12 longueurs d'onde, le ccsa ajoute quatre longueurs d'onde (1269.23 nm, 1291.10 nm, 1313.73 nm et 1318.35 nm) au lwdm8 longueurs d'onde à former lwdm12. la seule différence entre lwdm12 et mwdm12 est la puce optique.
la dwdm la technologie est basée sur l'uit-t g.698.4 et largement utilisée dans les réseaux dorsaux et métropolitains. la longueur d'onde varie de 1529 nm à 1567 nm, avec un espacement d'environ 0.78 nm. le nombre de longueurs d'onde peut être de 6, 12, 20, 40, 48 ou 96. cependant, dwdm les modules d'émetteur-récepteur sont coûteux et généralement déployés dans des zones où les ressources en fibre sont insuffisantes.
en raison de l'espacement étroit des longueurs d'onde, mwdm nécessite des contrôleurs tec et plus probablement des puces de longueur d'onde personnalisées. la chaîne industrielle du laser à modulation directe (dml) puces optiques dans la couche inférieure de lwdm est immature, le laser modulé par électro-absorption (eml) le coût est élevé et les contrôleurs tec sont nécessaires pour lwdm. dwdm les puces coûtent cher et dwdm nécessite des contrôleurs tec. seulement cwdm6 ne nécessite pas de contrôleurs tec et dispose de dml ressources. donc, cwdm6 est reconnue comme la solution la plus rentable pour les transporteurs.
la distance de transmission d'un module émetteur-récepteur optique avant sans fil standard est limitée à 10 km. avec une adoption plus large du déploiement cran, une distance de transmission plus longue peut être nécessaire sur les réseaux frontaux d'agrégation. selon lightcounting, au cours des 5 prochaines années, 3% de tous les modules émetteurs-récepteurs optiques gris nécessiteront une distance de transmission supérieure à 10 km. cependant, les fournisseurs de l'industrie continuent de se concentrer sur les modules émetteurs-récepteurs optiques de 10 km.
au fur et à mesure que la 5g se développe, la capacité de communication frontale devra augmenter progressivement. cependant, pour une station de base sans fil, les ports du panneau de la carte de bande de base sont fixes. les fournisseurs d'équipements sans fil doivent trouver des moyens d'améliorer les capacités de réception et de transmission des ports.
le double petit facteur de forme enfichable (dsfp) le module émetteur-récepteur optique est une bonne solution. le dsfp la norme publiée en 2018 prend en charge un taux maximum de 100gb/s et est principalement utilisé pour les protocoles ethernet. il convient également aux ecpri scénarios de fronthaul. le dsfp le module émetteur-récepteur est compatible avec le sfp structure du module émetteur-récepteur. avec l'encapsulation intégrée à l'intérieur du dsfp module émetteur-récepteur, deux canaux de signal peuvent être transmis, doublant la capacité de transmission et de réception. actuellement, 25g sfp28 les modules d'émetteur-récepteur sont la norme. cependant, avec la demande croissante de bande passante fronthaul et l'évolution des puces en bande de base du côté bbu, plus de dsfp des modules d'émetteur-récepteur peuvent être nécessaires.
le cran joue un rôle plus important dans le déploiement de l'infrastructure 5g. les trois principaux opérateurs en chine s'attendent à ce que les cran représentent 80% de l'infrastructure 5g d'ici 2020, il y aura donc plus de demande pour des modules émetteurs-récepteurs optiques colorés. en premier, cwdm6 modules d'émetteur-récepteur sont largement déployés, car ils sont bon marché et facilement disponibles. cependant, lors de la construction et de la maintenance de la station de base, la configuration de la longueur d'onde nécessite beaucoup de temps et d'efforts. par conséquent, l'accordable dwdm une technologie optique colorée est proposée.
l'accordable dwdm le système a la gamme de longueurs d'onde et l'espacement en tant que dwdm système. la seule différence est qu'une longueur d'onde réglable dwdm le module émetteur-récepteur prend en charge la configuration automatique de 12 ou 48 longueurs d'onde. actuellement, un accordable dwdm la norme est lancée dans ccsa, et la norme itu-t g.698.x est en cours de révision. auparavant, le dwdm la technologie accordable a été appliquée au réseau de transport, mais elle était beaucoup plus chère que le cwdm6. par conséquent, l'industrie s'efforce de réduire le coût de cette solution.
gigalight offre à la fois 25g sfp28 modules émetteur-récepteur optique gris et 25g sfp28 modules émetteurs-récepteurs optiques colorés, tous de qualité industrielle. tous les modules émetteurs-récepteurs optiques 25g sont conformes à la sfp28 protocoles sff-8419 et sff8472. les ports électriques sont conformes à cei-28g-vsr. les modules émetteurs-récepteurs sont conformes au fronthaul 5g cpri/ecpri cahier des charges et ieee normes ethernet 802.3, pour prendre en charge les deux 24.33gb/s gb/s débits de données. les clients peuvent choisir différentes options en fonction de leurs besoins de performance et de leur budget. la série complète de 5g fronthaul 25g sfp28 les modules émetteurs-récepteurs optiques couvrent divers scénarios d'application dran et cran.
le 25g sfp28 les modules émetteurs-récepteurs optiques gris comprennent un portefeuille à double fibre et un portefeuille à fibre unique, qui peuvent répondre aux exigences des clients en matière de connexion directe par fibre dans un large éventail de scénarios.
le 25g sfp28 les modules émetteurs-récepteurs optiques colorés comprennent cwdm portefeuille, lwdm portefeuille, et dwdm portefeuille. ceux-ci peuvent répondre aux exigences des clients pour wdm connexions dans un large éventail de scénarios.
pour fournir des modules émetteurs-récepteurs optiques hautes performances et à faible coût pour la mise en réseau fronthaul 5g, gigalight utilise les technologies clés suivantes:
la puce drv combo et tia garantissent des économies sans compromettre les performances. le drv combo surmonte les difficultés techniques telles que la diaphonie et la dissipation thermique par sa conception. il intègre également des modules émetteurs-récepteurs fonctionnels tels que le récepteur cdr, transmettant cdr, dml drv, la et apc en une seule puce.
l'intégration à une seule puce réduit la consommation d'énergie et la zone de disposition du pcb, et améliore la fiabilité. par rapport au processus gesi utilisé par d'autres fournisseurs, gigalight adopte le processus cmos pour implémenter le lecteur à courant élevé du dfb et réaliser une production de masse. de plus, le processus cmos est moins cher et plus rapide.
l'extrémité de transmission utilise le dfb, spécifiquement pour 25g sfp28 lr lite 300m et 25g sfp28 lr 10 km, 25g bidi sfp28 300m/10km/20km/40km, and 25g cwdm sfp28 modules émetteurs-récepteurs de 10 km / 15 km.
dfb les lasers offrent de bonnes performances et ne nécessitent pas de refroidissement, ce qui réduit les coûts.
un pin-pd est une photodiode avec une structure semi-conductrice pin, qui est formée en ajoutant une région intrinsèque (i) entre les régions dopées n et p. la sensibilité d'un pin pd est essentielle aux performances d'un module émetteur-récepteur optique. le pin pd hautes performances présente un faible bruit et une sensibilité élevée. de plus, il prend en charge la transmission de 10 km.
le ecpri la norme clarifie les interfaces fronthaul 5g. les interfaces fronthaul 25g sont conformes aux protocoles ethernet et fournissent de nombreuses méthodes d'exploitation et de maintenance. de plus, les ressources existantes des modules émetteurs-récepteurs optiques ethernet 25g peuvent être réutilisées. les interfaces fronthaul 25g sont devenues la norme de l'industrie. alors que les capex pour la construction de stations de base 5g augmentent, les opérateurs recherchent des modules émetteurs-récepteurs optiques fronthaul 25g plus rentables. dans le même temps, les ressources limitées en fibre stimulent la demande de modules émetteurs-récepteurs optiques colorés. avec des décennies d'investissement et d'innovation dans le domaine de la communication optique, gigalight a lancé une solution complète de 25g sfp28 modules émetteurs-récepteurs optiques gris et colorés pour construire des tuyaux d'accès diversifiés pour la communication sans fil 5g.
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